. DCM3AL GAZ & ENERJİ Y0HET1H

Transkript

1 tmmob makina mühendisleri odası in II. DCM3AL GAZ & ENERJİ Y0HET1H KONGRE «e SERGİSİ BİLDİRİLER KİTABI GAZİANTEP mmo yayın no : E / 2003/ 331 EYLÜL 2003 I

2 tmmob makin a mühendisleri odası II. DOĞAL GAZ & ENERJİ YÖNETİMİ KONGRESİ Eylül 2003 / GAZİANTEP DOGALGAZ ALTYAPI BİLGİ SİSTEMİ VE İGABİS (İGDAŞ ALTYAPI BİLGİ SİSTEMİ) UYGULAMASI M. Ömer AYLA, Hüseyin KURŞUN IGABIS 135

3 II. DOĞALGAZ & ENERJİ YÖNETİMİ KONGRE VE SERGİSİ TMMOB Makina Mühendisleri Odası Gaziantep Şubesi, Gaziantep, Eylül 2003 DOĞALGAZ ALTYAPI BİLGİ SİSTEMİ VE İGABİS (İGDAŞ ALTYAPI BİLGİ SİSTEMİ) UYGULAMASI M. Ömer AYLA, Hüseyin KURŞUN IGABIS (IGDAS INFRASTRUCTURE INFORMATION SYSTEM) ABSTRACT The usage of Automated Mapping and Facilities Management (AM/FM) in a Geographical Information Systems (GIS) environment for map production and data transfer between institutions, is considered as a very important development criteria for a country. it's known that, our country remains behind international literatüre in this area. As a citywide gas distribution company in istanbul, IGDAS uses IGABIS Project (IGDAS Infrastructure Information System) for efficient, safely and controlled usage of natural gas network, and to obtain every information correctly and rapidly. As a first AM/FM Sytem in Turkey, IGABIS includes automated, standart and scalable mapping, modelling, analysis, displaying, querying, management of lineer netvvork connections and customer information system. With our Web Publishing study in intranet, natural gas lines and fittings can be queried easily with a web browser in our company. As a leading project of Turkey in infrastructure map production and evaluation in GIS environment, IGABIS wül integrate with MİS (Management information System), SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition), AS400 (Customer information System), Address information System, Equipment Management System, Netvvork and Risk Analysis Sytem, Mobil Office System and related informations systems in other citywide companies. Key vvord: geograpical information systems, İgabis, infrastructure information systems, infrastructure, naturalgas. ÖZET Altyapı hizmetlerini içeren haritaların üretimi, kullanılabilirliği, Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS) ortamında değerlendirilmesi, kurumlar arası veri / bilgi alışverişlerinin yapılabilirliği bir ülkenin gelişmişliği için alınan ölçütlerden biri olarak değerlendirilmektedir. Bu alanda ulusal/uluslararası literatür takip edildiğinde ülkemizin bu konuda oldukça geride kaldığı gözlenmekte ve bilinmektedir. İstanbulun doğalgaz hizmetini veren İGDAŞ doğalgaz tesislerinin daha verimli, güvenli, kontrollü olarak kullanabilmek ve her türlü altyapı bilgisine hızlı ve doğru bir şekilde ulaşmak için bir CBS projesi olan İGDAŞ Altyapı Bilgi Sistemi'ni (İGABİS) kullanmaktadır. Türkiye'nin ilk altyapı bilgi sistemi olan İGABİS; istenilen ölçek ve standartlarda harita üretimi, doğalgaz şebeke ve bağlantılarının bilgisayar ortamında üretilmesi, modellenmesi, analiz edilmesi, görüntülenmesi, sorgulanması, müşteri hizmetleri ve tesis yönetimini içeren bir bilgi sistemidir. İGABİS'le tüm doğalgaz hatları ve ekipmanları sorgulanabilir bir yapıda intranet ortamında tüm şirket kullanıcılarına sunulmuştur. Altyapı haritalarının üretimi ve CBS ortamında değerlendirilmesi konusunda ülkemizde öncüllük eden İGABİS'le, Malzeme Yönetim Sistemi, Netvvork ve Risk Analiz Sistemi, 137

4 Mobil Ofis Sistemi, SCADA, AS400 Müşteri Bilgi Sistemi ve diğer kurumlardaki projelerle uyumlu şekilde çalışması amaçlanmaktadır. Anahtar kelime: coğrafi bilgi sistemi, İgabis, altyapı bilgi sistemi, altyapı, doğalgaz. GİRİŞ 18 yıl önce kurulan ve 13 yıldır aktif olarak İstanbul halkına temiz, ekonomik ve» güvenli doğalgaz arzını sunan İGDAŞ, şehir gazı dağıtımında dünya standartlarını r yakalamıştır. Bugün itibari ile İstanbul'daki tüm sokakların % 65'inde doğalgaz şebekesi tesis V edilmiştir. İstanbul halkı 29 ilçede değişen oranlarda doğalgaz kullanmaktadır. En son teknolojiyle donanımlı ekip ve ekipmanlara sahip 3 bölge müdürlüğü, 30 şebeke şefliği, 150 tam donanımlı araç ve 4 adet kaçak arama aracı ile İstanbul doğalgaz şebekesi 24 saat kesintisiz olarak denetim altındadır. 800 km çelik hat, 6000 km polietilen hat, 550 bölge regülatörü, 342 bin servis kutusu ile 2 milyon 42 bin aboneye ve yaklaşık 9 milyon kentliye doğalgaz konforunu yaşatmakta olan İGDAŞ, doğalgaz dağıtım sektöründe Türkiye'de 1. Avrupa'da 3. büyük şirket, dünyada ise A sınıfı şirket konumundadır kışında havadaki kükürt dioksit konsantrasyonunun oranı zaman zaman 2330 mikrogram/m 3 'e kadar yükselirken bugün ortalama değer olarak 41 mikrogram/m 3 seviyelerine kadar inmiştir, ki bu < değer dünya standardı olan 150 mikrogram/m 3 ün çok altındadır. / Dinamik ve karmaşık bir yapıya sahip olan İstanbul'da doğalgaz tesisleriyle ilgili bilginin hızlı, verimli ve güvenli olarak kullanılması, yönetilmesi, takibi ve üzerinde stratejik kararlar verilebilmesi için İGABİS Projesi çalışmalarına 1995 yılında başlanmıştır. Bilgi Teknolojisi'nin (BT) bir parçası olan Coğrafi Bilgi Sistemi (CBS); konumsal ve coğrafi koordinatları referans alan; grafik ve grafik olmayan bilgilerin toplanması, saklanması, işlenmesi, analiz edilmesi ve kullanıcıya tablolarla ve haritalarla sunulması işlevlerini bir bütünlük içerisinde gerçekleştiren bir bilgi sistemidir. İGABİS ise İGDAŞ için tasarlanmış; doğalgaz altyapı ve mekansal üstyapı bilgilerini /.. sözel bilgilerle sayısal ortamda ilişkilendiren, saklayan, analiz yapan, sorgulayan ve sunan bir v AM/FM/GIS (Otomatik Harita Üretimi / Tesis Yönetimi / Coğrafi Bilgi Sistemi) projesidir. Riskli ve hassas bir iş olan doğalgaz dağıtımını üstlenen İGDAŞ; Yer altında kalan altyapı bilgilerine istediği an ulaşabilmek için sayısal haritalarını ülke koordinat sisteminde saklamaktadır. Tüm İstanbul'u ve doğalgaz altyapısını görebilmekte ve onun üzerinde stratejik kararlar verebilmektedir. Büyüyen İstanbul metropolünde, hatlarının konumlarını diğer altyapı kuruluşlarının ; hatlarına göre de bilmektedir. ' Müşteri bilgilendirme ve takibi hizmetleri de süratli bir şekilde gerçekleştirilmektedir. i i Altyapı yatırımlarını haftalık olarak güncel tutmaktadır. 138

5 PROJENİN GELİŞİM AŞAMALARI Projenin ilk aşamasında her tülü ortamdaki haritaların bilgisayar ortamına aktarılması için personel AUTOCAD ve MicroStation konusunda eğitilmiş, yıllan arasında SAE-ALARKO tarafından üretilmiş manyetik bantlarda saklanan sayısal haritaların tamamı tarihleri arasında projeye altlık teşkil etmek üzere Microstation ortamında UTM koordinat sistemine dönüştürülmüştür. Kurulacak olan sistemde kullanılacak haritalarda sembol birliği, UTM koordinat sistemi, ölçek standardı için Büyük Ölçekli Haritalar Yapım Yönetmeliği referans alınarak İGDAŞ Özel Harita Teknik Şartnamesi hazırlanmıştır yılı yatırım programı içerisindeki doğalgaz hatlarının haritaları ilgili inşaat ve harita müteahhitlerinin yükümlülüğüne verilmiştir. 1996'dan itibaren de Harita Şeflikleri ve müteahhitler tarafından üretilen haritalar bu şartnameye ve CBS standartlarına uygun olarak, 1:1000 ölçekli fotogrametrik haritalarla da kontrol edilerek sisteme aktarılmaktadır. Projenin gelişim aşamasında işlerin bitirilmesi hedeflenmekle beraber üretilen ara ürünlerle sistemin kullanılabilirliği ve gerekliliği ortaya konmuş, personel ve yöneticilerin projeye katkıları daha da arttırılarak sistem yeni hedeflere daha kolay yönelmiştir. Sayısal ve kağıt ortamda mevcut bulunan doğalgaz altyapı bilgilerinin yanısıra, doğalgaz hatları ile kesişen diğer altyapı tesisleri de dünya standartlarına uygun olarak 1:200 ölçeğindeki "as_built planlan" şeklinde üretilmektedir. Fotogrametrik haritalardaki çatı paylan ve detay eksikliği nedeniyle asbuilt planlan, hatların konum hassasiyetinin önemi sebebiyle tamamen yersel alımlarla yapılmaktadır yılından itibaren haritalar üretilirken GPS teknolojisi de kullanılarak İstanbul Büyükşehir Belediyesi (İBŞB)'nin tesis etmiş olduğu İstanbul GPS Nirengi Ağına (İGNA) da 2000 yılından itibaren bağlanarak yeni noktalar atılmıştır. İGABİS Projesi tasarlanırken yurtdışındaki örnek çalışmalar incelenmiş, sonuçta ülkemiz şartlarına uygun Türkçe arayüzlü, kullanılabilirlik, ekonomik, esneklik ve açık bir sistem için Microstation programı üzerinde arayüz oluşturulmuş ve SQLServer 2000 veritabanı üzerinde İGDAŞ'a özel bir sistem geliştirilmiştir. İGABİS Türkiye'deki ilk Altyapı Bilgi Sistemi olarak diğer kurumlara da öncülük yapmıştır. Kentin tümünde abonelere ilişkin bina bilgileri sisteme aktarılmış, doğalgaz servis kutuları numaralandırılmış, röperlenmiş ve sayısal ortamda çizilmiş, saha etüt çalışmaları ile de sürekli güncel tutulmaktadır. Harita üretimi için yeni arayüz, eksik sembol, tasarımlar ve gerekli eksiklikler sürekli olarak geliştirilmektedir. İGABİS'de Üretilen Haritalar Asjbııüt Bir sokağın tamamının veya bir bölümünün (yaklaşık 150*25m) hattımızın geçtiği tranşenin içindeki tüm altyapı detayları ile üstyapıya ait detayların 1/200 Ölçeğindeki gösterimidir, sadece İgdaş' da var olan bir haritadır. Dünyada ise altyapı haritaları 1:200 ile 1:500 ölçeklerinde üretilmektedir. Asbuilt haritalarımızda ; Doğalgaz hattının sokak veya caddedeki konumu. 139

6 Sokakta bulunan hattın, çekim tarihi, çapı, derinliği ve yatay uzunluğu (Etikette ve kapakta). Sokağın dal şebeke (iskelet) haritasındaki yeri. Sokağın adı, bulunduğu ilçe, bulunduğu mahalle,hattın proje numarası, arşiv numarası ve çizimi yapan müteahhit adı Kapağın ikinci sayfasında, pafta anahtarı ve lejantı, Doğalgaz hattını kesen alt yapıların cinsi, konumu, derinliği j Doğalgaz bağlantı elemanları ve röperlerimiz bulunmaktadır. Çelik Genel Durum Haritası Her bir Bölgedeki çelik şebekenin bağlantı elemanlarının (regülatör, müşteri istasyonları, vana odaları, özel geçiş noktaları, izolasyon contaları, katodik test noktaları) ve çelik hatların çaplarına göre ayrı ayrı renklendirildiği çelik hatlar haritasıdır. Mimik Panel Bölgedeki çelik hat bağlantılarının ve şebeke elemanlarının gösterildiği 1:1.500 i ölçeğinde çizilen grafik şemadır. Daha çok Teknik İşler ve Onarım, Teknik Emniyet ve,»" İşletme Şefliklerinin kullandığı bir çelik hat şemamızdır. Genel Durum Haritaları 1/4.000 ile 1/8.000 arasında değişen ölçeklerde üç bölge müdürlüğü için ayrı ayrı hazırlanmış olan tüm PE ve çelik hatlar, vanalar, regülatörler, sceedler, özel geçişler gibi ana ekipmanlar ile halihazır harita bilgilerini içeren haritalardır. Bu haritalar üzerinde İşletme ve Bakım Onarım şefliklerinin kullanımına yönelik olarak her bir regülatörün ayrı ayrı renklendirilmiş halini görebileceği gibi vanalar arasındaki hatları da farklı renklerde görebilmektedir. Ayrıca hatlarımız çaplarına göre de renklendirildiğinden işletmemiz i açısından kolaylıklar sağlamaktadır. Bu haritalarımızın tamamı standart olduğundan istenilen > her türlü bilgiye kolaylıkla ulaşılabilmekte ve gerekli değişiklikler ve güncelleştirmeler kolaylıkla yapılabilmektedir. Bu haritalardan ilçe, şeflik, regülatör bazında haritalar ve A'dan Z'ye doğalgaz kitapçığı da üretilmiştir. Genel durum haritalarında yapılan bir değişiklik veya güncelleştirme işlemi otomatik olarak diğer haritalarda da güncelleşmektedir. Regülatör İskelet Haritaları Genellikle 1/5000 ölçekli olarak her bir regülatör için üretilmiş istenirse vanalarına göre renklendirilebilen, cd/sk isimleri ve komşu regülatörlerinde görülebildiği haritalardır. İGABİS'İN FONKSİYONLARI / a. Görüntüleme İşlemleri: İGDAŞ hatlarının geçtiği tüm sokakların haritası sisteme yüklenmiştir. İstenilen sokağın ya da bölge regülatörünün haritası anında açılabilir, iskelet haritaları elde edilebilir, hangi sokağın hangi regülatörden beslendiği görülebilir. b. Sorgulama İşlemleri: Bir adrese 3 değişik yoldan ulaşmak mümkündür: bina adresi, bina tesisat numarası ve servis kutusu numarası. Sistem kullanılırken iki türlü 140

7 sorgulama yapılabilir: Birincisi, grafik olmayan bilgiler üzerinde sorgulama yapılabilir ve grafik ortamda veya istenirse sözel tablolarda görüntülenebilir. Örneğin, "Ayazma Yolu Sk, Sadabad Yurdu'nun sözel bilgilerini getir ve daha sonra ekranda o binanın haritasını aç ve o binayı işaretleyerek göster." gibi. İkincisi, grafik bilgiler üzerinde sorgulama yapıp sözel bilgiye ulaşılabilir. Örneğin, "Görüntüdeki servis kutusunun özellikleri nelerdir? Hangi binalar bu servis kutusundan gaz alıyor? Kapasitesi ne kadardır?" gibi. Sistemde binaların tesisat numarası, adresi, daire, dükkan, abone sayıları, abonelik ve gaz kullanım durumu, ısınma şekli, beslendiği servis kutusu gibi bilgilere ulaşılırken, servis kutusuyla ilgili de beslendiği regülatör, kutu tipi, kutu numarası, çapı, hat mesafesi, montaj tarihi ve firması gibi sözel bilgilere ulaşmak mümkündür. c. Plot/Print İşlemleri: Harita üzerinde seçilen bir bölge, printer veya plotter'a istenilen ölçekte çizdirilebilir. Değişik tabakalar ve topolojik sorgulamalar yapılarak çeşitli tematik haritalar üretilmektedir. Örneğin, İstanbul Doğalgaz Çelik Hatlarının Deprem Risk Analizi, Doğalgaz Kullanım Yoğunluk Haritası, İlçe-Mahalle Haritaları, Mimik Panel vb. d. İstatistikler: Harita üzerinde seçilen bölgede veya regülatörde bulunan nesneler hakkında istatistiki bilgiler alınabilir. Örneğin, tiplerine göre servis kutusu sayısı, boru uzunlukları, fittings sayısı gibi istatistikler alınabilmektedir. e. Güncelleştirme ve Harita Üretimi: Doğalgaz altyapı (deplase, yeni hat ve kutu montajı) ve üstyapı tesislerine ilişkin her türlü değişiklikler Harita Şeflikleri ve harita müteahhitleri tarafından arazide şartnameye uygun olarak standart formlarla alınmakta, İGABİS standartlarında sisteme atılmakta, hazırlanan veri giriş pencereleriyle sözel bilgiler grafik bilgilerle kontrollü bir şekilde ilişkilendirilmektedir. f. Internet/Intranet Uygulamaları: Türkiye'de ilk olarak 1999 yılından itibaren Model Server Discovery üzerinden tüm İstanbul'un Avrupa yakasına ait 2000 yılından itibarende tüm İstanbul'un grafik ve sözel verilerimiz adresinden kurum içi ve internet kullanıcılarına sunulmuştur. İstanbul'a ait doğalgaz altyapı grafik ve sözel verilerimiz adresinden intranet ortamında kurum içinde kullanıcılara sunulmaya başlanmıştır. Mevcut sistemde ise üretilen haritalar ve sunulan bilgiler şirket içi network üzerinden paylaşılabilmektedir. Kurum içerisinde intranet üzerinden sunulan Genel Durum Haritaları, Çelik Genel Haritaları ve Mimik Panel Planları üzerinde çeşitli sorgulamalar yapılabilmektedir. Örneğin; İstenilen cadde ve sokak ismi ile sorgulandığında grafik ortamda cadde ve sokağa ulaşılabilmektedir. Ayrıca regülatör, sceed, vana, vana odası, özel geçiş numaralan ile ilgili enstrümana yine aynı şekilde grafik olarak ulaşılabilmektedir. g. Etüd-Proje Çalışmaları: Yeni hat döşenmesi planlanan bölgeler hakkında sistem yardımıyla bilgi alınabilir. Potansiyel doğalgaz kullanıcıları, nüfus yoğunluğu, gaz kullanan veya kullanmayan bina, daire, işyeri sayısı, diğer enerji tüketim tipleri ve miktarları gibi bilgiler sistem yardımıyla öğrenilebilir. Diğer altyapı kuruluşlarına ait bilgilere de bağlı olarak, yatırımın güvenli ve ekonomik bir şekilde planlanabilmesi gibi konularda da yardımcı olmaktadır. 141

8 h. Diğer Kurumlarla Veri Alışverişi: Diğer altyapı kuruluşlarının (İBŞB, İSKİ, AKTAŞ, BEDAŞ; TÜRK TELEKOM, ilçe belediyeleri) talepleri, verilen Avan Projeleri üzerine altyapı bilgilerimiz işlenerek sayılsal / kağıt ortamında karşılanmaktadır. İGABİS'in Misyonu Coğrafi bilginin kullanımını yaygınlaştırmak, Coğrafi bilginin paylaşımını, entegrasyonunu, ulaşılabilirliğini, elde edilebilirliğini arttırmak, Sayısal coğrafi bilgileri yazılım ve donanımlarla kullanımını ekonomik, etkin, ve kalitesini arttırıcı çalışmalar yapmak, Sayısal coğrafi bilgilerin standardını dünya standartlarına getirmek (ISO TC 211), Kullanıcıların zaman içerisinde değişen ihtiyaç ve talepleri doğrultusunda, teknolojik gelişmelere de paralel olarak projemizin kullanımını ve etkinliğini arttırmak, İGABİS'le Gelecekte a. Malzeme Yönetim Sistemi: Toplam malzeme tespiti ve analizleri, hangi tarihte, ne kadar, ne tür malzemenin, nereye, hangi firma tarafından monte edildiği, ve bu malzemelerle ilgili stok kayıtları. Bu bilgiler istendiği zaman hem sözel bilgi halinde hem de görsel olarak bilgisayar ortamında görülebilecek ve çıktıları alınabilecektir. b. İstatistiki Analizler: Bir regülatördeki çeşitli malzeme analizleri, ilçe, mahalle ve sokak bazında abone tespitleri ve abonelere ilişkin çeşitli analizler. Bir regülatörün; abone ve mevcut kapasitesini, tiplerine göre kutu sayısını, ilçe ve mahalle bazında abone sayılarını, hat olan bir sokaktaki abone olmayan daire sayısını sorgulayıp çıktıları alınabilecektir. c. Network Analizleri: Hatlara ilişkin analizler, vanalar kapatıldığı zaman hangi sokaklar gazsız kalacak, bir regülatör devre dışı kalırsa hangi vana ve regülatörlerden beslenmeli, potansiyel abone bölgelerinde optimum regülatör yeri seçimi gibi analizler yapılabilecektir. d. AS/400 ile Entegrasyon: Şirket içi AS/400 Müşteri Bilgi Sistemi ile eş zamanlı ve etkileşimli veri alışverişi ve entegrasyonun sağlanarak tek ve standart adres yapısına geçilecektir. e. Deprem Analizi: Riskli bölgeler, hatlar, regülatörler, vana odaları, skidler, özel geçişlere ilişkin olası bir deprem veya terör olaylarını içeren çeşitli analizler, hatların ve regülatörlerin kaçıncı riskli bölgede olduğu, olası risklerde zarar görebilecek regülatörlerin sorgulanması yapılabilecektir. f. Pazarlama: ilçe, mahalle ve sokak bazında abone tespitleri, potansiyel abone tespitleri, mevcut ve potansiyel müşteri istasyonlarına ilişkin istatistikler yapılabilecektir. g. SCADA ile Entegrasyon: Supervisor Control Data Acquisition (SCADA) ile entegrasyon sağlanıp şebeke durumu ve gaz akışıyla ilgili on-line bilgi aktarımının gerçekleştirilmesi. 142

9 h. Mobil Ofis ve Araç Takip Projesi: Kurumumuzda devam eden Mobil Ofis ve Araç Takip Projeleri'yle entegre olunarak gerekli altyapı ve üstyapı bilgilerinin karşılıklı alışverişi sağlanacaktır. i. Management Information System (MİS): İGABİS Projesi'nin altlık olarak kullanılacağı projede kurumla ilgili bütün bilgilere yöneticiler tarafından kolaylıkla ve görsel biçimde erişilebilecektir. j. İBŞB Kent Bilgi Sistemi Projesi: Yapılan fizibilite çalışmasında bu projenin en önemli bileşenlerinden birini oluşturan İGDAŞ, İGABİS geliştirme projesinde de bu entegrasyonu dikkate alarak çalışmakta, şimdiden pek çok konuda hazır bulunmaktadır. SONUÇ Dağıtım şirketleri, dağıtım şebekesiyle ilgili tasarım çalışmaları esnasında halihazır haritaların sayısallaştırılmasına başlanmadan önce, proje şartnamesi gereği şebekeyle ilgili bir altyapı bilgi sistemi kurmak zorundadır. Dağıtım şirketi, ulusal koordinat sistemine uyumlu olarak güncelleyeceği halihazır haritaların, bilgisayar ortamında sayısallaştırmasını bu sistem üzerinde gerçekleştirecektir. Detay mühendislik işleri, proje uygulama safhasında bilgisayar ortamında işlenen datalar ve iş sonu oluşturulacak şehir içi doğalgaz dağıtım şebekesine ait tüm halihazır proje ve bilgiler, bu sisteme aktarılır ve bilgiler değiştikçe güncellenir. Enerji Piyasası Denetleme Kurumu, üzerinde dizayn programı çalışabilen, malzeme dengesini ve maaliyet analizini yapabilen bir alt yapı bilgi sisteminin, şehir içi doğalgaz dağıtım şebekesi resmi olarak işletmeye alınmadan önce fonksiyonel olarak tamamlanmasını istemektedir. İnternet ortamında da abonelere ihtiyaçları oranında hizmet vermeye başlaması gereken doğal gaz altyapı bilgi sistemi; kurulan dağıtım şebekesiyle ilgili her türlü sorgulamaya cevap verecek kapasitede olmalıdır. EPDK internet ortamında sistemle ilgili aşağıda belirtilen sorgulamaları yapabilmeyi istemektedir. Dağıtım şirketi doğalgaz altyapı bilgi sistemini kurarken buna imkan verecek düzenlemeleri yapmalıdır. Sistemde asgari olarak; a) Adres sorgulaması b) Bina sorgulaması c) Hat sorgulaması d) Şehir içi basınç düşürme ve ölçüm istasyonu sorgulaması e) Vana grupları sorgulaması f) Servis kutusu sorgulaması g) İstatistiksel veri sorgulaması 143

10 Sorgulama yazılımı, yukarıdaki sorgulamalara cevap verecek şekilde oluşturulan veri tabanında renkli, grafiksel tematik sorgulamalar yapacak nitelikte olmalıdır. Coğrafi verilerle muhatap olan kurum/kuruluşların, ilgilendikleri alanlarda daha hızlı ve daha doğru bilgi edinmeleri, analiz yapabilmeleri, ulaşmak istedikleri hedeflere daha hızlı ulaşabilmeleri ve akılcı karar verebilmeleri, ancak CBS ile mümkündür. Kısacası CBS, yönetim organlarının doğru ve akılcı,karar vermelerine yardımcı olacak bir sistemdir. CBS de / sayısal haritalar temel unsur olduğundan farklı kategorilerdeki haritalar temel altlık olarak '< ' kullanılmaktadır. Bu haritaların aynı standartlarda üretilmesi ve sembol birliğinin ve okunabilirliğinin sağlanması gerekir. Zaman geçirmeden ülke standart harita sembollerinin kullanımına geçilmelidir. Bunun sonucunda aynı temel haritayı kullanan kurumların birbirleriyle kolay ve ucuz veri/bîlgi alışverişi yapabilmeleri mümkün olacaktır. Bunun aksine veri uyuşmazlığından kaynaklanan problemleri çözmek için harcanan zaman ve maliyet, CBS nin felsefesiyle uyuşmamaktadır. Çok büyük yatırımların yapıldığı CBS uygulamalarının her aşamasında ekonomik desteğin kesilmemesine özen gösterilmelidir. Ekonomik nedenlerin yaratacağı aksaklıklar j uygulama projesini ve organizasyonunu olumsuz şekilde etkileyebilecektir. Aynı şekilde, / CBS projelerinde görev alacak personelinde kendi konularında uzmanlaşmış (Jeodezi, ' fotogrametri ve kartografya) deneyimli elemanlardan seçilmesi gerekir. Diğer taraftan, mevcut yazılım ve donanımlar da güncelliğini yitirmeden en etkin bir biçimde kullanılmalıdır. KAYNAKLAR KÜLÜR, S., TOZ, G., BATUK, G., SARBANOĞLU, H., (1996) Veriden Bilgiye: CBS., Coğrafi Bilgi Sistemleri Sempozyumu, S:63, İstanbul. MONTGOMERY, G.E., SCHUCH, C.H. (1993), GIS Data Conversion Handbook, Colorado, USA. i /. KURŞUN H., TUNCER N. (2001), "İgdaş Altyapı Bilgi Sistemi" I.GIS in TURKEY, Fatih Üniversitesi, İstanbul. BİLDİRİCİ,. İ. Ö. UÇAR, D.,. (1997), "Coğrafi Bilgi Sistemlerinde Genelleştirme" 6. Harita Kurultay'ı S: ULUĞTEKİN, N., BİLDİRİCİ, l.ö. (1997), Coğrafi Bilgi Sistemi ve Harita, 6. Harita Kurultayı Bildirisi, S: ANKARA.!.. KURŞUN, H. (1997), Sayısal Haritaların Coğragi Bilgi Sistemlerinde Kullanılması ve V Koordinat Transformasyonu İTÜ, FBM, İstanbul. 144

11 tmmob makina mühendisleri odası II. DOĞAL GAZ & ENERJİ YÖNETİMİ KONGRESİ Eylül 2003 / GAZİANTEP ŞEHİRLERDE DOĞAL GAZ DAĞITIM ŞİRKETLERİNİN DÜNÜ BUGÜNÜ Kimya Yük. Müh.Mustafa BİRİK, İZGAZ A.Ş İzmit Doğal Gaz Dağıtım A.Ş, 145

12 11. DOĞAL GAZ & ENERJİ KONGRE VE SERGİSİ TMMOB Makina Mühendisleri Odası Gaziantep Şubesi Gaziantep, Eylül 2003 ŞEHİRLERDE DOĞAL GAZ DAĞITIM ŞİRKETLERİNİN DÜNÜ BUGÜNÜ Kimya Yük.Müh.Mustafa BİRİK, İZGAZ A.Ş İzmit Doğal Gaz Dağıtım A.Ş, ÖZET Doğal gaz sahip olduğu üstün özelliklerinden dolayı,ülkemizde 9O'lı yıllardan başlayarak tercih edilen bir yakıt olarak enerji kaynaklan arasındaki yerini almış ve bu yerini her geçen gün daha sağlamlaştırmıştır. Başlangıçta BOTAŞ'ın tekelinde olan, ancak 397 sayılı kanun hükmündeki kararname sahibi şehirlere gelebilen doğal gaz ayrıcalığı, 4646 sayılı yasada ortaya konulan kurallar ve koşullarla, Türkiyemizin tüm şehirlerine gelebilecektir. Bu konuda Enerji Piyasası Düzenleme Kurulu (EPDK) yoğun bir çalışma ortamı içindedir. Ancak unutulmamalıdır ki, doğal gazın yeni şehirlerde kullanıma arz edilmesi beraberinde önemli bir takım hususları da getirecektir. 1. GİRİŞ 18.Eylül.l984 tarihinde Sovyet Sosyalist Cumhuriyetler Birliği ile yapılan doğal gaz anlaşması ile Bulgaristan Malkoçlar sınır kapısından başlayarak İstanbul, Kocaeli, Bursa, Bilecik, Eskişehir güzergahını takip ederek Ankara'ya ulaşan 842 km uzunluğundaki doğal gaz iletim hattı ile SSCB den 6 milyar m3/yıl doğal gaz alımı başlamıştır. Doğal gaz 1989 yılında Ankara, 1993 yılında İstanbul, 1995 yılında Bursa, 1996 yılında İzmit ve Eskişehir'de şehir içi dağıtım şebekesi ile kullanılmaya başlandı. Adapazarı ise deprem konutlarına gaz verilmesi ile 2002 yılında doğal gazla tanışmıştır. BOTAŞ başlangıçta ithal ettiği doğal gazın satışında zorlandı. Ülkemize yeni gelen ve kullanımından endişe duyulan doğal gaz tüketimi, çok kısa bir sürede öylesine arttı ki, BOTAŞ, ithal ettiği gazın yeterli olmaması nedeniyle yeni şehirlerden gelen doğal gaz alım taleplerini dondurduğu gibi, sanayi için de yeterli arzı temin edememekteydi. BOTAŞ'ın ülke gereksinimine bağlı olarak yaptığı iletim hatları ve yeni doğal gaz sözleşmeleri, bu defa ithal edilen doğal gazın tüketilmesi hususunda sorunlar yarattı. O günün 147

13 koşullarının ortaya çıkardığı öngörüşler ile yapılan doğal gaz tüketim projeksiyonlarına göre imzalanan doğal gaz sözleşmelerinin bu durum yarattığını söyleyebiliriz. Ayrıca ekonomik kriz nedeniyle sanayinin doğal gaz tüketicinin azalması başlıca sebeplerden biridir. Ancak Enerji Piyasası Düzenleme Kurumunun yeni şehirlere doğal gaz götürülmesi için açtığı ihaleler doğal gaz tüketimi için bir ümit haline gelmektedir. f V 2.DOĞAL GAZ ŞEBEKESİ OLAN ŞEHİRLERİN DURUMU Bilindiği üzere Ankara ve İstanbul doğal gazdan önce, havagazı kullanma imkanına sahip illerdir. Havagazı üretimi Ankara'da EGO ilejstanbul'da ise İETT ile gerçekleştirilip, tüketicilere dağıtılıyordu. Ankara doğal gaz projesini İngiliz British Gas / AMEC / Kutlutaş Konsorsiyumu gerçekleştirmiştir. Proje de mevcut havagazı şebekesinden istifade edilmek istenmiş ve 300 milibar basınçlı düşük basınç sistemi kullanılmıştır. Bu teknoloji günümüzde j pek kullanılmamaktadır. Daha sonra yapılan genişleme çalışmalarında 4 barlık orta basınç / sistemine geçilmiştir. V İETT bünyesinden çıkarılıp İGDAŞ adı altında kurulan Şirket, İstanbul'da doğal gaz şebekesi yapımı için Fransız SAE / SOFREGAZ konsorsiyumu ve ALARKO Şirketi ile anlaşmış ve 4 barlık teknolojisi ile şebeke yapım çalışmalarına başlamıştır. Bursa şebekesi BOTAŞ tarafından İtalgas / Alarko ortaklığına yaptırılmıştır. Teknoloji 4 barlık loop tasarımıdır. İzmit'te İzgaz Fransız SAE/SOFREGAZ konsorsiyumuna 4 barlık dal tasarımı ile doğal gaz şebekesini yaptırmıştır. Eskişehir doğal gaz şebekesi BOTAŞ tarafından Bursa'da kullanılan 4 barlık loop tasarımı ile yapılmıştır. j Adapazarı AGDAŞ ise kalıcı konutlara gaz vermiş ve diğer bölgelerde doğal gaz şebeke yapım çalışmaları yapmaktadır. v Söz konusu Şirketlerden İstanbul, Ankara, Bursa, İzmit doğal gaz şirketleri T.C. Hazine Garantili dış kredi sağlanarak yapılmıştır. Eskişehir ve Adapazarı öz kaynaklarla yapılmış ve yapılmaktadır. Dış kredi ile yapılan şebekelerin, öz kaynak kullanımı ile yapılan şebekelerden 2-2,5 misli pahalı olduğu bir gerçektir. Çünkü kreditörler para üzerinden para kazanmaktadırlar. Dolayısıyla alınacak tüm malzemelerin yapılacak her işin birim fiyatları, piyasa rayicine göre j çok yüksek olacaktır. Ancak T.C. Hazine Müsteşarlığından garanti alınmadan önce bu birim /, fiyatlar liste halinde Devletin Resmi Kuruluşları tarafından onaylanmaktadır ve daha sonra ' Hazine Müsteşarlığının uygun görüşüyle kredi geçerlilik kazanmaktadır. Daha pahalı olmasına karşın dış kredi ile şebeke yapımlarından Şirketlerin büyük fayda sağlayabilecekleri durumlarda vardır. Örneğin kontrat koşulları yakından takip edilip istenilen maddelerin kontrata konulması veya çıkarılması şebekeye büyük fayda sağlayabilir. İstanbul ve İzmit şebekelerinde SCADA Sistemi konulmuştur. SCADA Sistemi bir doğal gaz dağıtım şebekesinin kalbidir. Bu sistem olmasa da olur denilebilmiştir. Ancak SCADA'nın 148 j f

14 mevcudiyeti bir şehir dağıtım şirketi için öncelikli şart olmalıdır. Eğer dış kredi kullanılmışsa, kredinin belli bir kısmının bu iş için harcanması gerekir. Eskişehir ve Adapazarı dağıtım şebekeleri öz kaynaklarla yapılmıştır. Öz kaynakla yapıldığında, tasarım, proje, denetleme, onay vs. tümü Şirket tarafından yapılacağı için maliyetlerde büyük düşme olur. Ancak öz kaynakla şebeke yapımında uzman personelin çalıştırılması da diğer bir gerekliliktir. Eskişehir ve Adapazarı bu konuda yetişmiş elemanlara sahiptir. 397 Sayılı KHK'nın alınabilmesi fevkalade güç olduğundan, ayrıca T.C. Hazine Garantisi sağlanması kolay bir iş olmadığından dolayı 2002 yılma kadar ancak 6 il doğal gaz şebekesi yaptırma şansına sahip oldu. Özellikle dış kredi kullanarak doğal gaz şebekelerini gerçekleştiren şehirler, söz konusu kredi taksitlerini ödeyebilmek için öncelikle BOTAŞ'ın bu şehirlerin mücavir alanlarında mevcut sanayi tesislerine gaz satma yetkisini kendilerine devretmesini istemişlerdir. Ancak bu hakkın devri hiçbir zaman düşünülmedi. Dolayısıyla hiç de kârlı bir iş olmayan şehirlere gaz satma ile elde edilecek gelir, kredi taksitlerini ödemeye yeterli olmadı. Ve İGDAŞ, EGO ve İZGAZ'ın T.C. Hazine Müsteşarlığına olan borçlan bir sorun olarak ortaya çıktı. Sanayinin ötesinde, şehir dağıtım şebekesi ile müşteriye ulaşım % seviyelerine ancak yükseldi. Bu penetrasyon seviyesi ile istenen gelir sağlanamadı. Kâr umulandan az olduğu için yatırımlar istenilen düzeyde olamadı. Bu şirketlerin sorunları yeni kurulacak şehir şirketleri için örnek teşkil etmelidir. 3. ENERJİ PİYASASI DÜZENLEME KURUMU NELER GETİRDİ Doğal gaz konusunda BOTAŞ'ın ülke genelinde tekel durumu, 2001 Nisan ayında yürürlüğe giren 4646 nolu Enerji Piyasası Düzenleme Yasası ile ortadan kalktı nolu yasa gereği teşekkül eden Enerji Piyasası Düzenleme Kurulu Kasım 2002 tarihi itibarı ile tam yetkili olarak göreve başladı. Doğal gaz Piyasası 5 alana ayrıldı ve Şirketlere sadece 2 alanda çalışma hakkı tanındı. Doğal gaz piyasasına ithalatçı, toptancı, depolama, iletim şirketleri gibi yeni tanımlar geldi. Bu arada Devletlerarası yapılan sözleşmeler sonucu, doğal gaz temin kaynakları ve miktarlar çoğaldı. Batı hattından gelen gaz 6 milyar m3/yıl arttırıldı. İran gazı, mavi akım ile doğal gaz gelmeye başladı. Artan ithalâtı tüketmek için BOTAŞ yurt içi iletim hatlarının yapımını hızlandırdı. Bu kapsamda Enerji Piyasası Düzenleme Kurumu doğal gaz tüketimini yaygınlaştırmak için şehirlere doğal gaz getirilmesi amacıyla ihaleler hazırlandı ve bu güne kadar iki tanesini sonuçlandırdı. Enerji Piyasası Düzenleme Kurumu ayrıca özellikle şehir doğal gaz dağıtım şirketleri için arka arkaya, kararlar aldı, talimatlar yayınlandı. Bunları son durumuna getirmeden önce mevcut şehir şirketleri yetkilileri ile görüşmeler yaptı. Ancak yeni ihaleye çıktığı şirketler için öngördüğü bazı koşulları, mevcut şirketlere uygulamadı. Örnek vermek gerekirse yeni 149

15 şehirlerdeki sanayi kuruluşlarının 15 milyon m3/yıl tüketim miktarına kadar serbest tüketici olamayacağım belirtirken, mevcut şirketler için bu miktarı 1 milyon m3/yıl da bıraktı. Neden olarak ta 4646 nolu yasada belirtilen serbest tüketici tanımını gösterdi. Bu ve bunun gibi çift standartlı kararlara mevcut şirketlerin itirazlarını kabul etmedi. I 4. ŞEHİRİÇİ DAĞITIM İHALELERİ Enerji Piyasası Düzenleme Kurumunun çıktığı ihaleler sonucunda dağıtım lisansı almaya hak kazanan tüzel kişi lisans yürürlük tarihinden itibaren en geç 6 ay içinde yatırım fiili olarak başlayacak, 18 ay içinde dağıtım bölgelerindeki herhangi bir yerleşim alanının dağıtım şebekesini işletmeye alarak gaz verecek, 5 yıl içinde bölgedeki tüm imarlı alanlarda doğal gaz kullanmak isteyen her müşterisi tesis edeceği dağıtım şebekesine bağlamak zorundadır. İhale sonucu belirlenen satış fiyatı 8 yıl boyunca sabit olacak, bu tarihten sonra i kalan fiyat tavanı yöntemi ile belirlenebilecektir.,«"/ Teorik olarak gayet güzel düşünülmüş bir yöntem gibi görünen bu sistem sadece ve sadece "Birim Hizmet ve Amortisman Bedeli" esasına dayandırılmıştır. İhaleye giren Şirketlerden teknik olarak incelenmek üzere "Şebekelerin Tasarımı", "Kullanılacak Teknoloji", "Malzeme Özellikleri", "Temin Kaynaklan", "Şebekede Kullanılacak RMS, Regülatör", İşletmeyi Yapacak Kadro vs. gibi bilgiler istenmemektedir. Genelde İnşaat Şirketleri bu ihalelere katılmaktadır. Bir şehir içi doğal gaz şebekesinin yapımının özellikli bir çalışma olduğu akıldan j çıkarılmamalıdır. Özel sektör tarafından gerçekleştirilecek doğal gaz yatırım ve -V işletmeciliğinin esası kârlılığa dayanır. İhaleler için yeterlilik alan şirketlerin bu durumu gayet iyi bildikleri bir gerçektir. Belediyeler bir şehirde hizmet için çalışırlar. Kısacası kârlılık faktörünü pek düşünmeden bir hizmet sektörü anlayışı ile doğal gaz işini yaparlar. Ancak özel sektörün hizmet konusunda fazla bir yaklaşımı olamaz. Ama gene de bu işin kullanıcı yararına olacak bir iş olduğu unutulmamalıdır. 5. KAYSERİ VE KONYA İHALELERİ 19 Haziran 2003 tarihinde gerçekleşen Kayseri Şehir İçi Dağıtım İhalesini HSV f Firması 0.07 cent, 31 Temmuz 2003 tarihte gerçekleşen Konya İhalesini de Gaznet Şirketi -V cent "Birim Hizmet ve Amortisman Bedeli" ile kazanmışlardır. Bu bedeller Kayseri'de TL, Konya da ise 9500 TL olarak belirleniyor. Halbuki mevcut 6 şirketin kâr marjı TL civarındadır. Bu ihale fiyatları doğal gaz piyasasında şok yaratabilecek değerlerdir. Her iki ihaleyi alan firmaların aşırı derecede risk aldıkları düşünülmektedir. Çünkü ülke genelinde bir ekonomik kriz, sonucunda müşteri kaybı, bu firmaları çok ciddi sıkıntıya sokabilecektir. 150

16 Kayseri ve Konya gibi yaklaşık milyon $ mertebesinde yatırım gerektirecek şebeke maliyetlerinin geri ödemelerinin bu denli küçük meblağlarla sağlanması en az 15 yılı bulacaktır. Firmaları sıkıntıya sokabilecek durumlar sonucunda kent halkı da olumsuz olarak etkilenecektir. 6.SON İHALELERE GÖRE GÖRÜŞLER Doğal Gaz İşletmeciliğinde emniyet uyulması gereken en önemli ve birinci derecede zorunluluktur. Doğal gaz şebekesi 24 saat denetim altında tutulmalıdır. Şirketin mutlaka bir SCADA Sistemine sahip olması gerekir. İZGAZ A.Ş'de SCADA ile 24 saat doğal gazın her bir regülatörden geçiş basıncı, sıcaklığı, debisi otomatik olarak kontrol edilir. Herhangi bir olumsuz durumda pasif ve aktif alarmlarla arızaya 5-10 dakika içinde müdahale etmek mümkündür. Tüm vana odaları SCADA'nın kontrolü altındadır. Gerektiğinde uzaktan kumanda ile gerekli vanalar kapatılıp, açılabilir. SCADA Sistemi olmayan Doğal gaz Şirketlerinde vana odalarının ayda bir defa manuel olarak kontrol edildiği bir gerçektir. Bu süreç zarfında ortaya çıkan bir kaçak, arıza ancak bir sonraki kontrolde ortaya çıkmaktadır. Doğal Gaz proje ve tesisat onayı, şebeke yatırımları, İşletme organizasyonları ancak deneyimli ve gerekli sayıya sahip teknik kadro ile yapılabilir. Ayrıca teknik kadronun her türlü malzeme ve araç ihtiyaçları da karşılanmış olmalıdır. Bu kadar düşük bedelle alınan ihaleler sonucu gereken koşullar yerine getirilmezse veya eksik yapılırsa, sonuçta o şehirde yaşayanları üzeceği unutulmamalıdır. Enerji Piyasası Düzenleme Kurumu değerlendirme yaparken, çok iyi sonuçların alındığı, mevcut şehirlerde fazla personel çalıştırıldığını, Kayseri de HSV firmasının rasyonel bir personel politikası uygulayacağına inandığını belirtmekte ve konuyu sadece bu esasa dayandırmaktadır. Tekrar da fayda var. Doğal gaz şebekesinin kesinlikle emniyetli olması gerekli olup, bu konuda gerekenler mutlaka yapılmalıdır. Şebeke yapımından başlanarak, işletme faaliyetlerine geçildiğinde optimum kadro mutlaka iş başında bulunmalı ve yapım, işletme konularında teknik şartnameler kesinlikle uygulanmalıdır. Bilinçsiz bir şekilde personel ve ekipman tasarrufu sonuçta onarılması güç durumlar yaratabilir. Gene bilinmelidir ki doğal gaz şebekesi yaşayan, soluk alan bir organizmadır. Devamlı büyür, devamlı yatırım ister. Emniyet,Yatırım gerekli teknik kadronun karşılanması gereken bir maliyeti vardır. Dolayısıyla ortaya çıkan bu bedellerle bu hususların nasıl karşılanabileceği hususunun araştırılması gerekmektedir. Ayrıca Kayserinin ve Konya'nın doğal gaz şebekesi mevcut kontrollerdeki müşterilerden yaklaşık TL/m3 daha düşük bir fiyatla kentlerinde doğal gaz satmaları, 151

17 İZGAZ, İGDAŞ, EGO, BURSAGAZ, ESGAZ ve AGDAŞ müşterileri tarafından nasıl karşılanacağı da başka bir husustur. Çünkü İZGAZ A.Ş olarak personel, genel giderler ve yatırım giderleri olarak söz j konusu bedelin yeterli olamayacağını düşünüyoruz. ; SONUÇ Kayseri ve Konya ihalelerinden çıkan sonuçlar şaşırtıcı olmuştur. Sıradaki Erzurum, Gebze, İnegöl, Çorlu, Bandırma, Balıkesir, Kütahya, Sivas, Kırşehir ihalelerinin sonuçları durumu biraz daha açıklığa kavuşturacaktır. Kayseri ve Konya ihalelerini kazanan firmaların mutlaka bu işin analizini yaptıklarına inanmak gerekmektedir. Ancak % 30 kâr marjına sahip İZGAZ A.Ş ve diğer kuruluşların bu i kâr marjına rağmen sorunları olduğu da bir gerçektir. Şu hususu da her zaman tekrarlıyoruz, ; doğal gaz şebekesi olarak ülkemizdeki en emniyetli şebekelerden birisiyiz. 17 Ağustos 1999 depremi bizim için en şiddetli testti. Depremden herhangi bir sorun yaşamadan, kentimize herhangi bir sorun yaşatmadan çıktığı emniyet için para harcamayı ihmal etmedik ve etmeyeceğiz, çünkü doğal gaz işinin olmazsa olmazlarını çok iyi bilen çok iyi bir kadromuz var. BİLDİRİ YAZARI Mustafa BİRİK 1940 Turgutlu / MANİSA'da doğdu yılında İstanbul Üniversitesi Kimya Mühendisliği bölümünü bitirdi yılları arasında Yarımca'da Nişasta ve Glikoz fabrikasında çalıştı yılında çalışmaya başladığı PETKİM A.Ş./Yarımca'da en son Fabrikalar Müdürü görevini yürüttü yılında İZGAŞ A.Ş.'ye Genel Müdür olarak atandı. İzmit Doğal Gaz Dağıtım Şirketinde halen Genel Müdür olarak görev yapmaktadır. 152

18 tmmob makina mühendisleri odası II. DOĞAL GAZ & ENERJİ YÖNETİMİ KONGRESİ Eylül 2003 / GAZİANTEP "DOGALGAZLI TAŞITLAR VE CNG DOLUM İSTASYONLARI" Mak. Yük. Müh. Hasan Yasir BORA Petrol ve Doğalgaz Müh. Özer DENİZ İGDAŞ Ar&Ge Müdürlüğü 153

19 II. DOGALGAZ & ENERJİ YÖNETİMİ KONGRE VE SERGİSİ TMMOB Makina Mühendisleri Odası Gaziantep Şubesi Gaziantep, Eylül 2003 "DOĞALGAZLI TAŞITLAR VE CNG DOLUM İSTASYONLARI" Mak. Yük. Müh. Hasan Yasir BORA Petrol ve Doğalgaz Müh. Özer DENİZ İGDAŞ Ar&Ge Müdürlüğü DOĞALGAZLI TAŞITLAR Doğalgaz, petrole dayalı enerji kaynaklarının giderek tükendiği son yıllarda en önemli ve etkin alternatif yakıt olarak ortaya çıkmaktadır. Diğer yakıtlara oranla çok düşük eksoz emisyon değerlerine sahip olması taşıtlarda kullanımını destekleyen önemli bir etkendir. Doğalgaz taşıtlarda 200 bar'da kullanılmaktadır. Bu sebeple "sıkıştırılmış doğalgaz" (CNG) olarak anılmaktadır. Doğalgazın taşıtlara doldurulabilmesi için dolum istasyonları, bu basıncı sağlayabilmek için bir kompresör, kompresör öncesi ve sonrası depolama ve dispenserlerden oluşur. Doğalgazın taşıtlarda kullanımı ilk olarak 1930 yılında İtalya'da başlamakla beraber yeni nesil araçlarda son 15 yılda yaygınlaşmaya başlamıştır yılı itibariyle tüm dünyada 2 milyonun üzerinde araç doğalgazı yakıt olarak kullanmaktadır ve 5 binin üzerinde dolum istasyonu mevcuttur. Doğal olarak doğalgaz dolum istasyonlarının araçla gidilen her yerde olmaması sebebiyle, bu tip taşıtlar çift yakıtlı üretilmektedir. Üreticiler pazarın büyümesi sebebiyle fabrika çıkışı doğalgazlı araç sağlamaktadırlar: Fiat, Volvo, Mercedes, M.A.N., Isuzu, Iveco, Renault, BMW, Honda ve Toyota'nın bu tip modelleri mevcuttur. Aşağıdaki tabloda belli başlı ülkelerdeki doğalgazlı araç ve dolum istasyonu sayıları görünmektedir. ÜLKE Arjantin italya Pakistan Brezilya ABD Ukrayna Mısır Çin Venezuala Rusya Hindistan Kanada Yeni Zelanda Kolombiya Almanya Türkiye Diğer DÖNÜŞÜMLÜ ARAÇ SAYISI DOLUM İSTASYONU

20 ft TOPLAM ~ I I Tablo 1: Doğalgazlı araç ve dolum istasyonu belli başlı kullanıcıları TÜRKİYE'DE KULLANIMI Türkiye'de doğalgazlı araç kullanımı İstanbul'da İETT'nin girişimiyle Hasanpaşa Otobüs Deposu'nda kurulan dolum istasyonu ile başlamıştır. Ancak İETT'nin doğalgazlı araç sayısı çok sınırlı kalmıştır (100 adet). Otomobillerde kullanım ise 1998 yılında Kayalar İnşaat Tic. ve San. A.Ş.'nin Maltepe'de bir doğalgaz (CNG) dolum istasyonu kurma talebi ile gündeme gelmiştir. Firma, dolum istasyonu için projeyi anahtar teslim olarak Nuovo Pignone SpA firmasına yaptırmıştır yılının Eylül ayında İstanbul'un ikinci istasyonu da Petrogaz A.Ş'nin girişimiyle Yenibosna'da Idro Meccanica firmasına yaptırılarak faaliyete girmiştir. / V Bu istasyonların kontrolleri İGDAŞ tarafından yapılmış ve uygunluk verilmiştir. İGDAŞ bu taleplere cevap verebilmek için "Oto Doğalgaz Dolum İstasyonu Prosedürü" ve < "Oto Doğalgaz Dolum İstasyonu Şartnamesi" hazırlamıştır. Bu şartnamenin hazırlığında f öncelikle doğalgazlı araçlar ve dolum istasyonları ile ilgili genel bilgilere ulaşılmıştır. Daha 7 sonra konuyla ilgili dünyadaki uygulamalar incelenmiştir. Avrupa Normu pren (NGV Filling Stations), Yeni Zelanda Standartı NZS 5425 Part 1 (Code of practice for CNG Compresor and Refuelling Station), Alman Standartı VdTÜV Code of Practice 510 ( Guideline for the desing, connstruction, testing, commissioning and operation of natural gas refueling stations), İngiliz Standartı IGE/UP/5 Part 1 (Natural Gas Vehicles Design and Installation of Filling Stations), Amerikan Normu NFPA 52 (standart for CNG Vehicular Systems), Arjantin Standartı GE-N1-118 (Regulations for CNG Filling Stations), Yeni Zelanda Standartı NZ GCP 2 (New Zealand Gas Code of Practice for Maintence and Safety of CNG Refuelling Stations), Uluslararası Standart ISO (Natural gas-designation of the j quality of natural gas for use a compressed fuel for vehicles) ve kanuyla ilgili İtalyan /.. Yönetmelikleri incelenmiştir.ayrıca konuyla ilgili olarak Fransa'da Avrupa Doğalgazlı ''' Araçlar Konferansı ve Sergisi, Washington'da 8. Uluslar arası (20. Ulusal) Doğalgazlı Araçlar Konferans ve Sergisine iştirak edilmiş ve bu aşamalardan sonra şartnamemiz hazırlanmıştır. OTO DOĞALGAZ DOLUM İSTASYONLARI Oto doğalgaz dolum istasyonları, doğalgazın enerji yoğunluğu düşük olduğundan kullanılabilir enerji kaynağına dönüştürebilmek için sıkıştırılarak güvenli bir şekilde araçlara depolayan sistemin tamamıdır. Sıkıştırılmış istasyon tesisi ölçüm istasyonundan başlayıp, araçlara dolum imkanı sağlayan dolum tabancasında son bulur. j Dolum istasyonu şu şekilde olmalıdır: 156

21 Gas Temin Sistemi 6 Emniyet Vanası 12 Basınç Kontrol Vanası 2 Kurutucu 7 Kompresör 13 Dispenser 3 Sayaç 8 Separatör 14 Dolum Tabancası 4 Ayrım Vanası 9 Kontrol Sistemi 15 Genleşme Tankı(Ops) 5 Check-valf 10/11 Depo 16 Kompresör (Ops) Şekil 1: Tipik bir dolum istasyon detayı 157

22 Ölçüm Ünitesi: Gaz kullanım miktarının belirlendiği ve faturalamanın yapıldığı bölüm. Bu bizde sabit basınçlı regülasyonlu Müşteri istasyonu veya ana dağıtım hattımızdaki basıncı olduğu şekliyle tesise aktaran Ölçüm İstasyonu şeklinde olabilmektedir. Aşağıda her iki tipin PID'leri mevcuttur. si 'ÇJ 10 Şekil 2: Müşteri İstasyonu ANSI 300 L rioree ln.ul»«v«ht E. Pressu-e [ndlcufor <0-40 kor) Ei. &^«ıy cock 9 I^J t 4. BOU VOlVt 5. C<r"trlda«(Har 51 Ir>aln pluo PDP fh«r 52. DIPP pre»re hdca- 33 3»ay rıaılfoıa 6ı LoHno^lon valve 7. Mrter Bı Q«cironlc voiltne İÜ. Thrrnuvrtl Şekil 3: Ölçüm İstasyonu 158

23 Kurutucu: Doğalgaz dağıtım hattında nem miktarı fazla ise ilgili standartlara uygun olarak gazın içindeki su miktarını kontrol etmek üzere bir kurutucu sistem kurulması gerekebilir. Doğalgaz nem miktarı higrometre cihazları ile ölçüm yapılarak tespit edilebilir. Ön genleşme tankı (Opsiyonel): Kompresörün çalışma esnasında beslendiği hatta ani çekişlerden dolayı gaz vibrasyonu yaratmasına engel olmak, dolum istasyonu girişinde bir regülasyon işlemi varsa buralarda ilk çalışma esnasındaki basınç düşümünün regülatörleri devre dışı bırakmasını engellemek ve kompresöre stabil bir gaz temini sağlamak amacıyla opsiyonel olarak bulunan kısımdır. Ölçüm kısmından sonra dolum istasyonu girişine (Ön genleşme tankından önce), emniyet ekipmanları olarak bir adet check-valf ve bir adet uzaktan kumandalı "acil gaz kesme vanası" konması gerekmektedir. İstasyon yerleşiminde kompresörden önce, hattı basınç yükselmelerine karşı koruyacak bir relief valf bulunmalıdır. Kompresör: Elektrik motoru veya içten yanmalı bir motor olup doğalgazın dolum basıncına yükselten ünitedir. Kompresörler depolama tankına veya direkt olarak araçlara dolum yapmak üzere kullanılır. Kompresör istasyonları güvenli kullanımı sağlayacak ve tam yükte sürekli gaz temin edecek şekilde tasarlanmalıdır. Kompresörden çıkan gaz, kompresör sonrası ekipmanlara korozyon ve blokaj gibi zararlar vermemelidir. Bir kompresörde bulunması gereken minumun emniyet ekipmanları girişinde yüksek basınç ve düşük basınç koruma sistemleri ve sıkıştırmanın olduğu her aşamada uygun relief valflerdir. Kompresör girişinde filtre ve çıkışında sıkıştırma dolayısıyla oluşacak yoğuşuğu ayıracak sıvı seperatörü ve gaz soğutma sistemi bulunmalıdır. Kompresör montajında dikkat edilmesi gereken hususlar: Kompresör giriş ve çıkışında ayrım vanaları bulunmalıdır. Kompresör, mekanik titreşimi içinde bulunduğu yapıya en az iletecek şekilde ve giriş-çıkış hatlarına titreşim iletimini engelleyecek şekilde tasarlanmalı ve monte edilmelidir. Ayrıca kompresör, dahili parçaları servis ve bakım esnasında kolay ulaşılabilir ve atmosfer şartlarının olumsuz etkilerinden korunacak şekilde monte edilmelidir. Dağıtım Hattı Borulaması: Kompresör çıkış borulaması; yerüstü, toprakaltı, kanal borulaması tiplerinde olabilir. 159

24 İstasyon içinde yer altı borulamasından mümkün mertebe kaçınılmalı ve görsel olarak denetlenebilir borulama tercih edilmelidir. Yerüstü veya kanal borulaması, dikişsiz paslanmaz borudan minimum bağlantı sayısı kullanarak yapılmalı. Borulama havalandırmalı bir kanal içinde olmalı ve yetkisiz müdahaleleri ve araç hasarlarına karşı korunmuş olmalıdır. NPU e«k pıolmfdm kayıuh? yaptfm» ç«* dubrt«m telana (M12xS0) Şekil 4: Kanal borulaması örneği Depolama Ünitesi: Sıkıştırılmış doğalgazı depolamak ve ihtiyaca göre göndermek üzere tasarlanmış belli sayıdaki doğalgaz depolama tankından oluşan dolum istasyonunun opsiyonel kısmıdır. Depolama, birden fazla araca dolum yaparak dolum operasyonunun hızlanmasını sağlamak, daha küçük kompresör seçimini kolaylaştırmak ve kompresörün çalışma/durma evreleri sayısını azaltmak için yapılır. Depolama girişine ve çıkışına ayrım vanaları monte edilmelidir ve her bir manifolda bağlı her tüp grubuna tasarım basıncı üzerinde bir basıncı önlemek için sistemin kontrollü olarak basıncını düşürecek şekilde yeterli bir boşaltma debisine sahip en az bir adet tahliye cihazı ve basınç ölçer bulunmalıdır. Ayrıca emniyet ekipmanı olarak dispenser öncesinde, borulama hattını yüksek basınca karşı koruyacak bir relief valf bulunmalıdır. Dispenser: Araçlara gaz teminini sağlayan, dispense, sayaç, dolum hortumu ve dolum tabancasından oluşan ekipmandır. Dispensere gaz temini depodan veya direkt olarak kompresörden yapılabilir. Dispenserlarda güvenlik kopma sistemi (break away), otomatik kapama vanaları gibi emniyet ekipmanları olmalıdır. 160

25 Dolum hortumu esnek, korozyona dayanaklı, patlama basıncı işletme basıncının en az dört katı olmalı, tehlikelere mahal vermemek için 5m den uzun olmamalı ve kıvrılmabükülmelere karşı korunmuş olmalıdır. Dolum tabancası, sadece tabanca ile araç dolum noktası arasında yeterli olması durumunda gaz geçişine izin verilecek bir sistem ile donatılmalıdır. Kontrol Panosu: Dispenserlerintalebine paralel olarak, kompresörün ve/veya dolum deposunun çalışmasını kontrol eden kısımdır. Genel Tasarım ve Yerleşim İlkeleri: Projenin ilk aşamalarında potansiyel yangın kaynaklarının ve elektrikli ekipmanların yerinin tahminine göre tehlikeli alanlar belirtilmelidir ve doğalgaz dolum istasyonunun tüm bileşenleri inşasında tehlikeli alan gerekleri yerine getirilmelidir. Dolum istasyonunda yeterli sayıda gaz kesme butonu bulunmalıdır. Bu buton basılması durumunda havalandırma üniteleri dışında tüm elektrik aksamını devre dışı bırakmalıdır. Bu bütanlardan bir tanesi dispenser bölgesinde olmalıdır. Dolum istasyonu bileşenleri emniyet mesafeleri gereklerini yerine getirmelidir. Minumum emniyet mesafeleri tablo 2 de görülmektedir. Kompresör kabini ve diğer gerekebilecek yerlerde (ölçüm bölümü kabini gibi) gaz algılama sistemi konmalıdır. İstasyonun tüm bölümleri araç çarpmalarına kaşı korunmuş olmalıdır. İstasyonun kompresör, depo, kontrol panosu gibi bölümleri yetkisiz girişine karşı korunmalıdır. İstasyonun tüm bölümlerine uygun bir topraklama yapılmalıdır. İstasyonda yıldırım koruması bulunmalıdır. 161

26 I. TESİSAT CNG Dispenseri CNG Dispenseri CNG Dispenseri CNG Dispenseri CNG Dispenseri CNG Dispenseri CNG Dispenseri CNG Dispenseri CNG Dispenseri CNG Dispenseri CNG Dispenseri CNG Dispenseri CNG Dispenseri CNG Deposu CNG Deposu CNG Deposu CNG Deposu CNG Deposu CNG Deposu CNG Deposu CNG Deposu CNG Deposu CNG Deposu CNG Deposu CNG Deposu CNG Deposu CNG Kompresörü CNG Kompresörü CNG Kompresörü CNG Kompresörü CNG Kompresörü CNG Kompresörü CNG Kompresörü CNG Kompresörü CNG Kompresörü CNG Kompresörü CNG Kompresörü CNG Kompresörü CNG Kompresörü CNG Kompresörü II. TESİSAT/YER LPG Dispenseri Akaryakıt Pompası LPG Tankı Akaryakıt Tankı CNG Deposu CNG Kompresörü Yol Sınırı Demiryolu Sınırı Komşu Parsel Sınırı idari Bina Açık Ateş Kaynağı (Lokanta, jeneratör vb.) Okul, cami, hastane Poliklinik, dersane vb. LPG Dispenseri Akaryakıt Pompası CNG Dispenseri LPG Tankı Akaryakıt Tankı CNG Kompresörü Yol Sınırı Demiryolu Sınırı Komşu Parsel Sınırı İdari Bina Açık Ateş Kaynağı (Lokanta, jeneratör vb.) Okul, cami, hastane Poliklinik, dersane vb. LPG Dispenseri Akaryakıt Pompası LPG Tankı CNG Dispenseri LPG Tankı Akaryakıt Tankı CNG Deposu Yol Sınırı Demiryolu Sınırı Komşu Parsel Sınırı İdari Bina Açık Ateş Kaynağı (Lokanta, jeneratör vb.) Okul, carfıi, hastane Poliklinik, dersane vb. MESAFE Tablo 2: İkmal istasyonu emniyet mesafeleri 162

27 Sonuç: Sanayileşme sonrası önemi anlaşılan "Çevre", artık hesaplamalarda ilk akla gelen unsur olmuştur. Doğalgazın da diğer yakıtlara oranla çok düşük egzoz emisyon değerlerine sahip olması taşıtlarda kullanımını destekleyen en önemli etkenlerden bir tanesidir. Lokal seviyelerde emisyonlarda (Hidrokarbon, CO ve Nox) kükürt ve partiküllerde çok düşük değerler elde edilebilir. Ayrıca sera etkisi gazlarında da % 20 oranında bir azalmaya sebep olmaktadır. Diğer üstünlükleri ise; Doğal gaz temiz yanan bir yakıt olduğundan araç bakımlarını azaltır. Yüksek kompresörlü otobüs motorların kullanılan doğal gaz çok iyi bir sürüş performansı sağlamaktadır. Doğal gaz diğer sıvı yakıtlara benzemediği için dışarı çekilerek çalınma riski yoktur. Bu durum özellikle büyük filolarda görülen yakıt çalma işini engellemektedir. Araçlar, büyük kompresörlere sahip hızlı dolum istasyonlarında 3-4 dakikada doldurulabilmektedir. Doğal gazlı araçlarda, yakıt alırken veya kullanırken buharlaşma emisyonu oldukça düşük veya sıfırdır denilebilir. Bu durum toplam hidrokarbon emisyonunun en az % 50 sinin değerlendirilmesi demektir. Doğal gaz alternatif diğer bütün yakıtlar içinde en temiz olanıdır. Dizel araçların egzoz emisyonlarının solunum yolu hastalıklarına neden olduğu kanıtlanmıştır, fakat bahse konu emisyonların doğalgazlı araçlarda olmadığı bilinmektedir. Taşıtlar doğal gazı yakıt olarak kullandıklarında benzin gibi geleneksel yakıtları kullanan araçlar kadar güvenlidirler. Çünkü kaza halinde sıvı yakıtlardan farklı olarak doğal gaz açığa çıktığında atmosfere karışarak kaybolur. Oysa ki sıvı yakıtların zemine yayılarak yangın çıkarma ihtimali oldukça yüksektir. Tutuşma sıcaklığı 350 C olan benzine göre, tutuşma sıcaklığı 650 C doğal gaz yüksek tutuşma sıcaklığı nedeniyle güvenlik açısından avantaj sağlamaktadır. Ayrıca hava ile % 5-15 arası hacimsel bir karışım oluşturulmadan doğal gazın yanması mümkün değildir Doğal gazlı araçlar şu anda İtalya, Arjantin, Fransa, Almanya, Avustralya, Kanada, Yeni Zelanda gibi ülkelerde diğer ülkelere oranla daha yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca başta İngiltere, Hollanda ve Almanya olmak üzere Avrupa ülkeleri doğal gazlı araç kullanımının yaygınlaştırılması için aktif programlar uygulamaktadır. Avrupa Birliği çerçevesinde de doğal gazlı araç kullanımı desteklenmektedir. Ülkemizde de halihazırda taksilerde yaklaşık 200 kadar, İETT otobüslerinde de 100 kadar araç doğalgaz kullanmaktadır. 163

28 Fakat, oto doğalgazın avantajlarına karşı ülkemizde yeterince destek bulamadığı için yaygınlaşamamaktadır. Yaygınlaşması için; Merkezi ve Yerel Yönetimlerin, Doğalgaz birim hacminin satış fiyatının daha cazip hale gelmesi için üzerindeki ilave vergileri indirmeleri ve mevzuatta gerekli değişiklikleri yapmaları, araç doğalgaz dönüşüm sistemlerinin fiyatının daha ucuz hale getirilmelidir. İGDAŞ Ölçüm istasyonu öncesi basınç düşürme işlemi yapılmamış, yani kompresör girişi yüksek tutularak, daha az enerji kullanan ve daha ufak/ekonomik kompresör seçmek mümkün olmuştur. ÜLKE HÜKÜMET FON PROGRAMI TEŞVİK ÖRNEK UYGULAMA* ZORUNLULUK** VERGİ ARJANTİN İTALYA PAKİSTAN BREZİLYA AMERİKA KANADA JAPONYA Y.ZELANDA ALMANYA KOLOMBİYA FRANSA İSVEÇ İNGİLTERE HOLLANDA PORTEKİZ Tablo 3: Diğer ülkelerde doğalgazlı araçlara yapılan hükümet desteği *Devletlerin öncelikle kendi araçlarını dönüştürüp örnek teşkil etmesi ** Doğalgazın araçlarda kullanımını yaygınlaştırmak için zorunlu yasalar 164

29 BİLDİRİ YAZARLARI Hasan Yasir BORA: Makina Mühendisleri Odasının sicil nolu üyesidir yılı İstanbul doğumlu yılında Yıldız Teknik Üniversitesinden Makine Mühendisi olarak mezun oldu. Aynı yıl İGDAŞ'ta çalışmaya başladı yılında Avrupa Kaynak Birleştirme ve Kesme Federasyonu Slv-München'in Avrupa Kaynak Mühendisliği programını tamamladı yılında Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Mühendisliği Kaynak Bölümünde Yüksek Lisans Eğitimini tamamladı. Halen İGDAŞ'ta Araştırma ve Geliştirme Grubu Şefliğini yönetmektedir. Özer DENİZ: 1974 yılı İstanbul doğumlu yılında İstanbul Teknik Üniversitesi Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliğinden mezun oldu. Aynı yıl İGDAŞ'ta çalışmaya başladı. Halen İGDAŞ ARGE Müdürlüğü'nde çalışmaktadır. 165

30 tmmob makina mühendisleri odası II. DOĞAL GAZ & ENERJİ YÖNETİMİ KONGRESİ Eylül 2003 / GAZİANTEP KAPALI MEKAN TAŞITLARINDA YAKIT OLARAK CNG KULLANIMI Selim ÇETİNKAYA Gazi Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi 167

31 II. DOĞALGAZ & ENERJİ YÖNETİMİ KONGRE VE SERGİSİ TMMOB Makina Mühendisleri Odası Gaziantep Şubesi, Gaziantep, Eylül 2003 KAPALI MEKAN TAŞITLARINDA YAKIT OLARAK CNG KULLANIMI Selim ÇETİNKAYA Gazi Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi ÖZET Sıkıştırılmış doğal gaz (CNG), sunduğu avantajlar sayesinde değerli bir alternatif yakıt olarak değerlendirilmektedir. CNG, enerji ihtiyacını petrolle karşılamakta olan taşıtlarda önemli modifikasyonları gerektirmeksizin ve dikkate değer performans kaybına yol açmaksızın kullanılabilecek çevreci ve önemli bir yakıttır. Kapalı mekanlardaki hava kirlenmesine yönelik kaygılar nedeniyle, CNG son yıllarda başta forkliftlerde olmak üzere kapalı mekan taşıtlarında oldukça popüler bir yakıt haline gelmiş, birçok ülkede forklift pazarının hızla petrolden (LPG dahil) CNG'ye değişmesine yol açmıştır. CNG, fabrika, depo ve alışveriş merkezi gibi işyerlerinin havasının iyileştirilmesi için çok önemli potansiyele sahiptir. İşverenler, kapalı mekan taşıtlarının ürettiği emisyonların azaltılması konusu ile işyeri sağlık ve güvenliği açısından da giderek daha çok ilgilenmektedir. Kapalı mekan taşıtların CNG ile çalıştırılması, içten yanmalı motorların tüm yararlarına ek olarak, daha temiz emisyonlar, yakıt masrafından tasarruf ve daha fazla güvenlik sağlamaktadır. Doğal gazın diğer yakıtlardan daha ucuz olması, güvenlik ve yapısal özellikleri nedeniyle kısıtlı alanlarda çalışan ve çalışma alanı dışına çıkmaları söz konusu olmayan taşıt filoları için site içi paket dolum istasyonlarının geliştirilmesi de değişimde önemli rol oynayan diğer önemli faktörlerdir. CNG kullanımında, uygun sistemin seçilmesi ve doğru olarak kurulması ve ayarlanması durumunda taşıtlarda çalışmasında ihmal edilebilir düzeyde güç kaybı olmaktadır. Forklift motorlarının genellikle düşük devirli olması da bu kaybın az olmasına yardımcı olmaktadır. Bu aşamada, doğal gazın kapalı mekan taşıtlarında motor yakıtı olarak daha yaygın bir biçimde kullanılmasının önündeki en önemli darboğazlar, dönüşüm maliyetlerinin yüksek olması, dolum istasyonlarının pahalılığı ve CNG yakıtın bulunabildiği bölgelerin sınırlılığıdır. Anahtar Kelimeler: CNG forklift, CNG buz düzleyici, CNG yer süpürücü, Doğal gaz yakıtlı motor, Çift yakıtlı motor, Alternatif yakıtlar, Doğal gazlı taşıt 168

32 ABSTRACT USING CNG AS FUEL FOR İNDOOR VEHICLES Compressed natural gas (CNG) offers several advantages and seems to be a valuable alternative fuel for future transportation. it can be used as a SI and/or CI engine fuel with little modifications and vvithout appreciable loss of performance. Due to worries about indoor air pollution, the use of compressed natural gas (CNG) has been gaining increasing popularity and acceptance among indoor vehicle fleet operators. This is becoming an increasingly important issue for forklift fleets which operate in indoor areas such as vvarehouses. The indoor vehicle market has been moving relatively rapidly tovvard natural gas in a number of countries. Grov/ing concern for the health and safety of staff has focused the attention of indoor vehicle operators towards the emissions produced by forklift trucks in the workplace. The switch to CNG forklifts provides operators with the potential to significantly improve air quality in the workplace. Forklifts povvered by CNG offer ali the benefits and power associated with internal combustion engines with the added advantage of potentially cleaner emissions, fuel cost savings and improved safety. This has been encouraged by the development of packaged refueling stations, the competitive pricing of natural gas when compared to other fuels, the associated safety and environmental benefits. in the large majority of cases, and as long as the CNG fuel system has been correctly installed and tuned, the resulting power loss has a negligible effect on the operation of the vehicle. Since forklift engines are typically governed to a relatively low engine speed, power loss is minimized. Present time obstacles have to be overcome are relatively higher conversion prices, higher fueling system prices and limited availability of CNG fuel. Key Words: CNG forklift, CNG ice-resurfacer, CNG floor sweeper, Natural gas engine, Dual-fuel engine, Alternative fuels, NGV 1. GİRİŞ Sıkıştırılmış doğal gaz (compressed natural gas - CNG), enerji ihtiyacını petrolle karşılamakta olan içten yanmalı motorlarla güçlendirilen taşıtların önemli modifikasyonları gerektirmeksizin ve dikkate değer performans kaybına yol açmaksızın kullanılabileceği çevreci ve önemli bir alternatif yakıttır. Hava kirlenmesine yönelik kaygılar nedeniyle, doğal gaz son yıllarda başta çok sayıda forkliftin çalıştığı fabrikalar, inşaatlar, depolar, alışveriş merkezleri, tarımsal kuruluşlar ve buz düzleyicilerin (ice-resurfacer) çalıştığı buz pateni arenaları olmak üzere, kapalı mekan taşıtları için oldukça popüler bir yakıt haline gelmiştir. Forkliftler, buz düzleyiciler, yer süpürücüler (floor svveeper), vb., elektrik motorları veya içten yanmalı motorlarla güçlendirilmektedir. Bu taşıtların diesel, benzin veya propan yerine CNG ile çalıştırılması, içten yanmalı motorların tüm yararlarına ek olarak, daha temiz emisyonlar, yakıt masrafından tasarruf ve daha fazla güvenlik sağlamaktadır. 169

33 İçten yanmalı motorlarda kullanılmakta olan yakıtların ve CNG'nin özellikleri Çizelge 1 'de verilmiştir. Çizelge 1 Petrol ürünü yakıtların ve doğal gazın özellikleri [1] Özellikler Fiziksel durum Kaynama sıcaklık aralığı ( latm) Yoğunluk (kg/m 3 ) Net enerji içeriği kj/kg kj/1 Kendi kendine tutuşma sıc. ( C) Alevlenme sıcaklığı ( C) Oktan sayısı aralığı (R+M) 2 Tutuşabilirlik sınırları (havada hacimsel % ) insanın yakıttan korunma sınırı (ppm) BENZİN Sıvı alt = 1,4 üst = 7,6 500 DIESEL No. 2 Sıvı (min) uygulanamaz alt = 0,7 üst = 5,0 uygulanamaz LPG (HD-5) Gaz alt = 2,4 üst = 9,6 uygulanamaz CNG Gaz alt = 5,3 üst H = 14 zehirsiz Firmalar ve kullanıcılar, kapalı mekan hava kalitesi ve bu mekanlarda kullanılan taşıtların ürettiği emisyonların azaltılması konusuyla, işyeri sağlık ve güvenliği açısından giderek daha çok ilgilenmektedir. Amerikan Federal İş Güvenliği ve Sağlığı İdaresi (Occupational Safety & Health Administration), işyeri karbon monoksit (CO) düzeyini 8 saatlik işgünü ortalaması olarak 50 ppm ve daha az olarak sınırlandırmıştır. Endüstriyel Sağlıkçılar Birliği (The Industrial Hygienists' Association) ise 25 ppm önermektedir. Birçok firma da bu konuda kendi standardını geliştirmiştir. Temiz kapalı mekan hava kalitesi işçi verimini artırmakta ve kötü hava kalitesine bağımlı baş ağrısı ve diğer belirtileri azaltmaktadır [14]. Doğal gazla çalışan forkliftlerin karbon monoksit (CO) emisyonları 2-4 ppm dir (propana göre % 97 azalma) ve hemen hemen kokusuzdur. Rölantide çalışan bir forkliftin arkasında durulduğunda sadece sıcaklık ve çok hafif bir gaz kokusu hissedilmektedir. Diğer bir seçenek olan elektrikli taşıtların da çeşitli olumsuzlukları bulunmaktadır. Birincisi daha pahalıdırlar. İkincisi, batarya kullanımına bağlı olarak güç kaybı olmasıdır. Bataryaların şarjı için çok zaman ve yer gerekmektedir. Üçüncüsü de kullanışlılıktır. Örneğin 3 ton kaldırma kapasitesi için elektrikli forkliftler iki katı kadar daha büyük olmakta, bu da çalışma hattındaki manevra yeteneğini azaltmaktadır [14]. Rekabetçi iş dünyasında kaliteyi düşürmeden işletme maliyetini azaltmak oldukça çekici bir yaklaşımdır. Maliyetin düşürülmesi rakiplere karşı bir rekabet avantajı sağlamaktadır. Doğal gazın diğer yakıtlardan daha ucuz olması, forklift kullanıcılarının petrol veya LPG'den CNG'ye dönüşüm yapmasına ve yakıt giderlerinde % 50'lere varan tasarruf sağlamalarına yol açmaktadır. Forklift, buz düzleyici ve yer süpürücü gibi, yapısal özellikleri nedeniyle kısıtlı alanlarda çalışan ve çalışma alanı dışına çıkmaları söz konusu olmayan taşıt filoları için site içi yakıt dolum tesisi kurma seçeneği çok önemlidir. Dolum istasyonlarının geliştirilerek kompresör ve gaz depolarının tek bir koruyucu içerisine alındığı paket dolum ünitesi haline getirilmesi ve doğrudan gaz tesisatına bağlanması, doğal gazın motor yakıtı olarak kullanımını oldukça kolaylaştırmış, birçok ülkede forklift pazarının hızla petrolden (LPG dahil) CNG'ye değişmesine yol açmıştır [2]. Bu istasyonlar aynı zamanda kurum içerisinde herhangi bir zamanda depolanması gereken gaz miktarını da en aza indirmiştir. İşyerine gelen 170

34 tesisattaki gaz süreklidir ve kompresör de gazı yüksek basınçlara sıkıştırarak taşıtta kullanımını kullanışlı hale getirmektedir. Ağır propan tüplerinin değiştirilme zorluğu dikkate alındığında, doğal gazlı forkl i fitlere yakıt doldurulması kolay, hızlı ve güvenlidir. Şekil 1 ve Şekil 2'de CNG ile güçlendirilen forklift ve buz düzleyici (ice resurfacer - zamboni) görülmektedir. 2. DOĞAL GAZA DÖNÜŞÜMÜN GEREKÇELERİ Kapalı mekan hava kirliliği konusundaki kaygılar, birçok ülkede forklift ve buz düzleyici pazarının hızla CNG'ye geçmesine yol açmıştır. Bu taşıtlar bazı imalatçılardan doğrudan CNG yakıtlı olarak alınabilmekte veya benzin, diesel yakıtı ya da LPG kullanan taşıtlar kolay ve pahalı olmayan uygulamalarla CNG'liye dönüştürülebilmektedir [3]. CNG yakıtlı iç mekan taşıtlarının kullanımı, kullanıcılara ekonomik tasarrufun yanı sıra daha temiz bir çalışma ortamı, çabuk ve uygun dolum imkanı ile geliştirilmiş güvenlik sağlamaktadır. CNG yakıt tüpleri forkliftlerde genellikle sürücü mahallinin arka tarafına veya bazılarında aracın üst kısmındaki özel yapılmış rafa monte edilmektedir, Şekil 1. Şekil 1 CNG ile güçlendirilen bir forklift [20] Şekil 2 CNG ile güçlendirilen bir buz düzleyici (ice resurfacer - zamboni) 171

35 Kapalı mekanlarda kullanılan taşıtların operatörleri ve bunların kullanıldığı mekanlarda çalışanlar, doğal gazın en temiz yanan fosil yakıt olmasının doğal sonucu olarak, zararlı egzoz kokularını daha az solumak durumunda kalmaktadır. Buz düzleyicilerde yakıt olarak CNG kullanımı, kullanıcılar tarafından en iyi seçenek olarak tanımlanmaktadır [4]. Buz düzleyici dakikada bir çalışmakta, buz pistini günde 20 kadar düzgünleştirmekte ve günde iki üç kez gaz dolumu yapılmaktadır. Doğal gaz ise boru tesisatryla buz düzleyicinin bekleme alanına kadar ulaşıp, orada kurulan pompa tesisiyle araca pompalanmaktadır. Benzin stoğu yapmak pahalı, zor ve araca dolumu da yine sıkıntılıdır. Doğal gaz ekipmanları bu çalışmayı propan kullanan taşıtlara oranla da daha kolay yapmaktadır. Doğal gazın işyeri bölgesinde dolumu, ağır propan tüplerinin değişiminden veya elektrikli forkliftlerin akülerinin şarjından çok daha kolay olmaktadır. Ontario'da son dört yılda forklift propan tüplerinin kullanımına bağlı 200'den fazla bel ağrısı şikayeti kaydedilmiştir [21]. Firmalar için bir diğer yarar da dolum süresidir. CNG'de, tüplerin boşalan kadarı her fırsatta doldurulabilmektedir. Akülü forkliftler için 8 ila 14 saat şarj/soğutma süresi gerekirken, CNG tüpleri birkaç dakikada doldurulabilmektedir. Doğal gazlıda iki dolum arasındaki süre, oktan sayısının yüksek olması (Çizelge 1), verimli ve temiz yanmasına bağlı olarak propandan da uzun olmaktadır. LPG için bir diğer olumsuzluk da fiyatının doğal gazdan % 25 kadar daha yüksek olmasıdır [7]. Aşağıda doğal gaza dönüşüme ilişkin birkaç örnek verilmiştir. İspanya'da forkliftlerde doğal gaz kullanımı ile ilgili bir uygulamanın başlatıldığı bildirilmektedir. Halen on üniteyi kapsayacak bir uygulamanın Navarre'de devam ettiği, Cobega - Coca Cola firmasının da bu yılın sonuna doğru 20 forkliftlik bir uygulamayı başlatmayı planladığı bildirilmektedir. Projenin planlandığı gibi gitmesi halinde, firmanın İspanya'daki 1,500 forkliftini doğal gazlıya dönüştüreceği ifade edilmiştir. [8] Polonya'da 200'den fazla forklift doğal gazlıya dönüştürmüştür [22]. Hamilton'daki Stelco's Parkdale Works firması 45 forkliftlik tüm filosunu propandan doğal gazlıya dönüştürmüştür [21]. Sydney'de 80 firmanın 700'den fazla forkliftinin CNG ile çalıştığı bildirilmektedir [2]. Klimalı m 2 kapalı alanda faaliyet gösteren Teksas'taki Mackie Automotive firması, işyeri havasının kalitesini iyileştirmek amacıyla 61 forklift ve bir süpürme makinesini doğal gazlıya dönüştürmüştür [13]. ABD'de 350 den fazla buz pateni arenasında buz düzleyicilerin doğal gazlıya dönüştürülmesi tamamlanmıştır. Bu dönüşümün ana sebebi kapalı ortam hava kalitesidir (Indoor Air Quality) [12]. 3. YAKIT SİSTEMİ Doğal gaz taşıtlarda, gaz tüplerinde yüksek basınca sıkıştırılmış halde depolanır, Şekil 3. Depolama basıncı, bar kadardır ve 250 barda atmosfer basınç ve sıcaklığındaki 172

36 doğal gaza oranla yaklaşık 1/200 hacim kaplar. Nipsco firmasının CNG dönüşüm sistemi elemanları Şekil 3'te verilmiştir [23]. Bir forklift veya buz düzleyicinin propandan CNG'ye dönüştürülmesinin maliyeti yaklaşık $l,500-$2,000 arasındadır ve 4-6 saatte yapılabilmektedir. Şekil 3 CNG dönüşüm sistemi elemanları [23] A. Plastik contalı montaj bağlantıları B. 250 bar elektronik kapatma güvenlik valfi C. Yüksek basınç regülatörü D. Yakıt seviyesi göstergesi E. Motor bağlantı ucu F. Yakıt dolum bağlantısı G. Alan arıza tespit dwellmetresi H. Oksijen sensörü I. Az yakıt uyarı lambası J. Kapalı devre yakıt sistemi 4. DOLUM SİSTEMLERİ Forkliftlerin ve buz düzleyicilerin doldurulması karayolu taşıtlarına oranla daha kolaydır. Çünkü, daha az yakıt kullanırlar ve daha küçük bir kompresör ihtiyaçlarını karşılayabilir. Popüler bir dolum seçeneği saatte yaklaşık 4 litre dolum yapan küçük bir filo/ev kompresörü kullanmaktır. Küçük bir depolama tankı kullanarak birkaç dakikada dolum yapmak da mümkündür [5]. Yavaş ve hızlı dolum olmak üzere iki tip dolum sistemi bulunmaktadır. Yavaş dolum, birbirine bağlı bir veya birkaç taşıt dolum sistemini kullanan sistemdir. Yavaş dolumla bir aracı yaklaşık üç dört saatte doldurmak mümkündür. Yavaş dolum gece dolumu için idealdir. Hızlı dolum sistemi, bir doğal gaz depolama sistemi sayesinde doğal gazın hazır sıkıştırılmış olarak bekletildiği sistemdir. Hızlı dolum sistemiyle aracı iki üç dakikada doldurmak mümkündür. CNG dolum istasyonunun maliyeti, kaç araca servis vereceğine, yakıt kullanım hacmine ve hızlı veya yavaş dolum kompresörü kullanımına bağlı olarak $10,000 ve daha pahalı olabilmektedir[6]. Dolum istasyonlarının kompresör ve gaz depolarının tek bir koruyucu içerisine alındığı paket dolum ünitesi haline getirilmesi ve doğrudan gaz tesisatına bağlanması, doğal gazın motor yakıtı olarak kullanımını oldukça kolaylaştırmıştır. Bu istasyonlar aynı zamanda kurum içerisinde herhangi bir zamanda depolanması gereken gaz miktarını da en aza 173

37 indirmiştir. İş>erine gelen tesisattaki gaz süreklidir ve kompresör de gazı yüksek basınçlara sıkıştırarak taşıtta kullanımını kullanışlı hale getirmektedir. Şekil 4'te evde ve işyerinde kullanılabilecek küçük CNG doldurma üniteleri, Şekil 5'te kapalı mekanda CNG doldurma terminali, Şekil 6'da ise bir işyerinin CNG dolum istasyonu görülmektedir. Şekil 4 Evde ve işyerinde kullanılabilecek küçük CNG doldurma üniteleri[10][l 1] 1» i Şekil 5 CNG doldurma terminali [10] 174

38 Şekil 6 CNG dolum istasyonu [20] 5. EKONOMİK YARAR Bir aracın diesel, benzin veya LPG'den doğal gaz kullanımına dönüştürülmesinin ekonomik bakımdan yararı; dönüşümün ve dolum tesisinin maliyeti, doğal gazın sıkıştırılması için harcanan enerjinin maliyeti, aracın kullanım ömrü süresince yakıttan, yapılıyorsa işyeri havasının temizlenmesinden ve bakım-onarım giderlerinden sağlanacak tasarrufların, vb. değerlendirilmesiyle belirlenebilir. Burada yapılacak fiyat karşılaştırması sadece CNG'nin benzin ve motorine eşdeğer fiyatının belirlenmesini içermektedir. Yakıtların ekonomik karşılaştırması için en kolay yol enerji bazında fiyatlarının karşılaştırılmasıdır. Diğer bir deyimle aynı miktar enerjinin ne kadar fiyata alındığıdır. Doğal gazın fiyatlarının benzine göre oldukça düşük olması nedeniyle, doğal gaz kullanımında büyük oranda tasarruf sağlanabilmektedir. Haziran 2003 Ankara şehir içi akaryakıt istasyonu fiyatları, süper benzin ,- TL/litre, motorin ,- TL/litre, LPG ,- TL/litredir. Doğal gazın konutlar için fiyatı ise ,- TL/m 3 tür. Bu durumda 1 kg benzinin fiyatı ,5 TL, enerji fiyatı 56,28 TL/kJ, 1 kg motorinin fiyatı ,5 TL, enerji fiyatı 37,53 TL/kJ, 1 kg LPG'nin fiyatı ,- TL, enerji fiyatı 39,40 TL/kJ olmaktadır. Doğal gazın alt ısıl değeri kj/m 3, fiyatı ,- TL/m 3 tür. Bu durumda CNG'nin enerji fiyatı 11,46 TL/kJ olmaktadır. Bu değerlendirmeye göre, doğal gaz benzinden 4,9 kat, motorinden 3,27 kat, LPG'den 3,44 kat daha ucuza gelmektedir. CNG yakıt istasyonu almayı ve çalıştırmayı düşünen tüketiciler, yakıt fiyatlarını karşılaştırmada biraz daha karmaşık maliyet analizi yapmak durumundadırlar. Bu değerlendirme genellikle sıkıştırılmamış doğal gazın fiyatına, sıkıştırma ekipmanlarını satın alma, çalıştırma ve bakım giderlerinin eklenmesini içermektedir. Yakıt maliyetlerinin ayrıntılı hesaplanmasında, yakıtı kullanan taşıtların bağıl yakıt ekonomilerinin de dikkate alınması gerekir. Doğal gazlı taşıtlar, benzin veya diesel yakıtı ile çalışan taşıtlara oranla biraz daha az verimlidir [16]. 175

39 Doğal gaz kullanımının yararlan şöyle özetlenebilir: Ekonomiktir. Boru hatlarıyla daha kolay taşınabilir. Gerekli olan yerde küçük bir doğal gaz kompresörü eklenerek dolum yapılabilir. Kullanımdan önce çok az rafinasyon gerektirmektedir. Yakıt dolum işlemi kolay ve temizdir. CNG kullanımı daha düşük bakım maliyeti demektir, zira; 1. Bujiler daha geç değiştirilmektedir. 2. Yağ ve yağ filtresi daha seyrek değiştirilmektedir (yaklaşık iki katı). 3. Silindir yüzeylerinde çamurlaşan artıklar oluşmamaktadır. 4. Egzoz boru ve susturucuları daha uzun ömürlü olmaktadır. 6. EMİSYONLAR Doğal gazlı taşıtlar, geleneksel diesel ve benzin yakıtlılara oranla çok önemli oranlarda emisyon azaltma potansiyeline sahiptir [15]. OSHA (Occupational Safety & Health Administration) standardları kolayca karşılanabilmektedir. Özetle; Doğal gaz en az kirletici yayan yakıttır. CNG forkliftler üreten MHI firmasının forklift egzoz emisyonlarına ilişkin olarak verdiği grafikler Şekil 7'de görülmektedir. Doğal gaz, oldukça hafif olan ve güneş ışığında smog oluşturan NMHC'ları azaltmaktadır. Benzine oranla yanmamış hidrokarbonlarda (HC) % azalma olmaktadır [9]. Doğal gaz hafif ve orta hizmet taşıt filolarında ve dağıtım taşıtlarında kullanıldığında, ozon oluşturan kimyasallar emisyonunu önemli düzeyde düşürme potansiyeline sahiptir. Benzine oranla sera gazlarında % 20, partiküllerde % 84, karbon dioksitte (CO2) % 28 azalma olmaktadır [9]. Doğal gaz yakıt sistemleri tamamen yalıtılmıştır ve dolum sırasında hiçbir şey yaymazlar. Uçucu organik bileşiklerde (VOC) yaklaşık % 92 azalma olmaktadır [9]. Oysa ki benzinin doldurma sırasındaki buharlaşmasıyla önemli miktarda ozon oluşturan kimyasal çıkmaktadır. 176

40 CNGİ2 %3S AZALMA LPG BENZİN HC azalması CNG LPG BENZİN NO azalması CNG %S4 AZALMA LPG BENZİN CO azalması CNG %20 AZALMA LPG BENZİN -;, _. f /ı. r>v. îs._., CO2 azalması Şekil 7 CNG kullanan MHI forklift motorlarının egzoz emisyonları [20]. Egzoz emisyonları, henüz yasal zorunluluğu bulunmayan Ultra Low Emisyonlu Taşıt (ULEV) standardının çok altındadır. Doğal gazlı taşıtların çoğu Süper Ultra Low Emisyonlu Taşıt (SULEV) standardını karşılamakta ve üretilen güç başına emisyonlar dikkate alındığında elektrikli taşıtlardan bile temiz bulunmaktadırlar. Kapalı mekanlarda CO seviyesi insan sağlığı açısından en önemli fraktördür. OSHA'nın (Occupational Safety and Health Administration) kapalı mekan CO emisyon standardı 50 ppm dir. Propan yaklaşık looppm yayarken, doğal gaz 2-4 ppm yaymaktadır [24]. Doğal gaz ile CO seviyesi benzine oranla % 40'tan daha fazla azalmaktadır, Çizelge 2. Doğal gaz taşıtlarda kullanıldığında, partikül emisyonlarında geleneksel diesel yakıtlı motorlara oranla % azalma sağlamaktadır, Çizelge

41 Doğal gazın ağır taşıtlarda kullanımı, diesel motorların iyi bilinen problemlerinden biri olan NO ' lerde % 65, benzinlilere oranla % 17 kadar azalma sağlamaktadır. Doğal gazlı taşıtlarda benzinli taşıta göre daha basit emisyon ekipmanı gereklidir. Çizelge 2 Çift yakıtlı hafif hizmet taşıtlarının şehir içi dinamometre çevrimindeki ortalama emisyonları f 17] Metan olmayan Hidrokarbonlar Karbon Monoksit (CO) Nitrojen Oksitleri (NOx) Doğal Gaz (CNG) (g/km) 0,012 1,43 0,40 Benzin (g/km) 3,21 2,13 3,39 CNG ile azalma (%) Çizelge 3 Çift yakıtlıya dönüştürülen IVECO 8220i'nin partikül emisyonları [181 DIESEL ÇİFT/YAKIT AKOUSTIK TESTLER lci test: ortalama değer = %82,46 2ci test: ortalama değer = %52,66 Toplam ortalama değer = %67,56 lci test: ortalama değer = %27,53 2ci test: ortalama değer = % 17,60 Toplam ortalama değer = %22,56 Dieselde gürültü = 84,8 db (A) Çift/Yakıtta gürültü = 81,8 db (A) Gaz egzoz emisyon azalması %66,6 Gürültü azalması = 3,0 db (A) 7. GÜVENLİK Güvenlikle ilgili önlemler şu alanlarda yoğunlaşmaktadır: Yakıtın güvenlik karakteristikleri Dolum sırasında karşılaşılabilecek potansiyel tehlikeler İşyerinde depolanmasına yönelik tehlikeler Taşıttaki CNG tüpünün güvenliği Doğal gaz doğal olarak güvenli bir motor yakıtıdır. Doğal gazlı taşıtlarda yakıt kökenli kaza ve yangın olasılığı, geleneksel taşıtlara oranla çok daha düşüktür. Doğal gazı böyle güvenli bir yakıt yapan iki özelliği vardır: 1. Yakıtın kendi özellikleri (Havadan hafif olması nedeniyle çabucak yayılarak dağılır. Benzinden farklı olarak, açık havada patlama yapmaz). Benzin veya diesel yakıtından farklı olarak, doğal gaz havada sadece sınırlı bir konsantrasyon aralığında yanabilir (Çizelge 4). Hava ile % 5 in altında veya % 15 in üzerindeki konsantrasyonlarda yanmaz. Benzin ve diesel yakıtı ise çok daha düşük konsantrasyonlarda ve düşük sıcaklıklarda yanabilmektedir. Doğal gaz, benzin, veya diesel yakıtının hava ile karışımlarını tutuşturmak için çok az bir enerji gerekli olduğu halde, doğal gaz biraz daha düşük sıcaklıkta yanmaktadır. 2. Yakıt sistemine çok sıkı standardlar uygulanmaktadır. Taşıtlar için doğal gaz yakıt tüpleri benzin depolarından çok daha kuvvetli yapılmaktadır. Böylece büyük kazalarda bile sağlam kalabilir, senelerce kullanılabilirler. Tüp dolduğunda dolum otomatik olarak sona 178

42 erdiğinden, aşın doldurma veya dökülme riski yoktur. Dolum sistemi tamamen yalıtılmış olduğundan, dolum sırasında atmosfere yakıt kaçağı olmaz. Çizelge 4 Doğal gaz, benzin ve diesel yakıtının özellikleri[19] Özellik Yanabilirlik sınırları (havada hacimsel %) Kendi kendine tutuşma sıcaklığı ( C) Havada en az ateşleme enerjisi (10 6 kj) Maksimum alev sıcaklığı ( C) Doğal gaz , Benzin 1,4-7, , Diesel yakıtı 0,6-5, , PERFORMANS Benzin kullanan motorlar, LPG'ye dönüştürülmeleri halinde %10, CNG'ye dönüştürülmeleri halinde %15 kadar güç kaybına uğramaktadır. CNG'ye dönüştürülmeleri halindeki güç kaybının bir kısmı, gazın havadan daha hafif olması nedeniyle olan hacimsel verim kaybından kaynaklanmaktadır. Yapılan testlerde kayıpların daha çok yüksek hızlarda olduğu görülmüştür. Forkliftlerin düşük hızlı motorlar olması, bu kaybın minimize olmasına katkı sağlamaktadır. Tipik bir forklift LPG yakıt tüpü yaklaşık 40 litre su kapasitesine sahiptir. Ancak, % 80 kadar yakıt doldurulabildiğinden, 32 litre LPG almaktadır. 2-3 tonluk tipik bir forkliftin CNG tüpü kapasitesi ise 60 litredir. Büyük forkliftlerde 90 litrelik tüpler de kullanılmaktadır. CNG tüpleri % 100 doldurulmaktadır. Ancak, gaz fazında olması nedeniyle yine de LPG'ye göre eşdeğerliği az olmaktadır. 60 litre CNG tüpü, 20 litre LPG'ye eşdeğer yakıt almaktadır. Bu durumda 60 litrelik bir tüple 2/3 LPG'li forkliftin çalışma süresine ulaşmaktadır. Bir başka deyişle, iki dolum arasında LPG'li forklift 6 saat çalışabilirken, CNG'li forklift 4 saat çalışabilmektedir. 9. DOĞAL GAZIN DEZAVANTAJLARI Doğal gazın dezavantajları şöyle özetlenebilir: Dolum istasyonlarının kurulması pahalıdır. Taşınması sıvı hidrokarbonlara göre daha pahalıdır. Yüksek P ve düşük T, kompresörler/soğutucular ve ağır kaplar gerekmektedir. Uzun atmosferik süreklilik nedeniyle, sera etkisi ile ısınma etkisi bakımından sızıntı durumunda CH4, CO2 'ye oranla 20 kez daha kötüdür. NO emisyon problemleri olabilmektedir. Doğal gaz kullanan taşıtlar, karşılaştırılabilir rakiplerine oranla daha pahalıdır. Diğer bir belirleyici faktör olan dönüşüm maliyetleri de diesellerde biraz daha fazla olmak üzere, pahalıdır. Karakteristiklerine de bağlı olarak taşıt performansını bir miktar düşürmektedir. 179

43 Depolama sırasında dökülme ve sızıntı riski bulunmaktadır, Çizelge 7, 8. Sızıntı olduğunda havalandırılmazsa, bir kıvılcım durumunda yanma ve patlama riski vardır. 10. SONUÇ Forklift, buz düzleyici, süpürme makinesi, vb. kapalı mekan taşıt motorlarının CNG ile çalıştırılması, içten yanmalı motorların tüm yararlarına ek olarak, daha temiz emisyonlar, yakıt masrafından tasarruf ve daha fazla güvenlik sağlamaktadır. Bu taşıtların CNG ile çalıştırılmasında, uygun sistemin seçilmesi, doğru olarak kurulması ve ayarlanması durumunda güç kaybı ihmal edilebilir düzeyde olmaktadır. Forklift motorlarının genellikle düşük devirli olması da bu kaybın az olmasına yardımcı olmaktadır. Bu aşamada, doğal gazın kapalı mekan taşıtlarında motor yakıtı olarak daha yaygın bir t biçimde kullanılmasının önündeki en önemli darboğazlar; dönüşüm maliyetlerinin diesellerde / biraz daha fazla olmak üzere yüksek olması, dolum istasyonlarının kuruluş maliyetlerinin V yüksekliği, doğal gaz boru hatları ve yerleşim bölgelerindeki şebekelerin yaygınlaştırılmamış olmasıdır. YARARLANILAN KAYNAKLAR 1. Properties of Fuels 2. Khoury, John, Why CNG for Forklifts? Natural Gas Vehicles Conference, Sydney Convention & Exhibition Centre, Darling Harbour Sydney, Australia, April Forklifts [ j 4. Natural Solutions Volume 9, No. 1 The New England Gas Association NEGA r sol/natsol winter2000.pdf V 5. On-Site Fueling Makes it Easy [ 1.htm] 6. FuelMaker 7. Natural Gas Equipment Giving Skaters, Workers Clean Air to Breathe Spring htm 8: facts/mythll.htm 9. "Wellhead to wheels." Natural Resources Canada Vehicle Refueling Appliances (VRA) ngappliances.htm j 11. Natural Gas Vehicles r 12. VRAs for Ice Resurfacers ' Schick, Jim, Switch to CNG Trucks Makes Mackie Happy, Alternative Fuels Transtar News Volume 1 Number 1 Fourth Quarter Forklift Truck Market Has Diverse Applications, Benefits 2.html 15. The NGVeurope project, Natural Gas Vehicles Diesel to Diesel-Methane Conversion System j spa.com/english/etradual.htm i\ ' 20. Forklift trucks 180

44 21. Indoor Market Compressed Natural Gas Vehicles Nipsco CNG Conversion system Natural Gas Vehicles BİLDİRİ YAZARI Selim ÇETİNKAYA tarihinde Karacahisar (Sivas)'da doğan Selim ÇETİNKAYA, Lisans eğitimini 1972 yılında Ankara Erkek Teknik Yüksek Öğretmen Okulu Motor Bölümünde tamamladı yılında Ankara Yüksek Teknik Öğretmen Okuluna asistan olarak atandı. Yüksek Lisansını 1977 yılında University of Wisconsin - Stout, U.S.A.'da tamamladı. 1. Doktorasını 1988 yılında Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Eğitimi Anabilim Dalında, 2. Doktorasını 1989 yılında Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Tarımsal Mekanizasyon Anabilim Dalında tamamladı. Gazi Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi, Makine Eğitimi Bölümü, Otomotiv Anabilim Dalında 1988 yılında Y. Doçentliğe, 1995 yılında Doçentliğe ve 2000 yılında Profesörlüğe atandı. Aynı fakültede çeşitli dönemlerde anabilim dalı başkanlığı, bölüm başkan yardımcılığı ve dekan yardımcılığı görevlerinde bulundu. Halen Otomotiv Eğitimi Anabilim Dalı Başkanlığı görevini sürdürmektedir. 181

45 tmmob makina mühendisleri odası II. DOĞAL GAZ & ENERJİ YÖNETİMİ KONGRESİ Eylül 2003 / GAZİANTEP GÜNEŞ ENERJİLİ DOĞALGAZ DÖNÜŞÜM YÖNTEMLERİ İzzet KARABAY 1, İsmail EKMEKÇİ 2 1. Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Mak. Müh. Ana Bilim Dalı 2. Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mak. Müh. Bölümü 183

46 II. DOĞALGAZ & ENERJİ YÖNETİMİ KONGRE VE SERGİSİ TMMOB Makina Mühendisleri Odası Gaziantep Şubesi, Gaziantep, Eylül 2003 * I GÜNEŞ ENERJİLİ DOĞALGAZ DÖNÜŞÜM YÖNTEMLERİ / İzzet KARABAY 1, İsmail EKMEKÇİ 2 1. Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı 2. Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü ÖZET Fosil enerji kaynaklarının uygun kullanımı, dağıtımı ve değerlendirilmesi çok ciddi değişiklikler geçirmiş geniş bir konu olarak gündemde kalmıştır. Hidrokarbon esaslı bu j ekonominin solar esaslı bir enerji ekonomisine dönüşümünde, güneş enerjili hidrokarbon,." dönüşüm süreçleri yeterince anlaşılırsa, önemli uygulama potansiyelleri oluşabilir. Diğer tarafta.! doğalgaz bazı metalalerin dönüşümünde ve farklı mamullerin üretiminde indirgen bir madde olarak güneş enerjisi dönüşüm sistemlerinde kullanılabilmektedir. Güneş enerjisi kullanımının temel dezavantajının dünya üzerine güneş ışımasının eşit ve her yerde kullanılabilir düzeylerde olmayışı ve zamana bağlı farklılıklar göstermesidir. Bu dezavantaj güneş enerjisinin kimyasal enerjiye dönüştürüldüğü güneş esaslı yakıtlar kullanılarak aşılabilir. Elde edilen yakıtlar uzun > zaman geniş bir esneklik için depolanabilir veya taşınabilir. Bu makalede karbondioksitin azaltılmasında önemli katkılar sağlayacak bir potansiyele sahip güneş enerjisi depolamada ve dönüşümünde kullanılan güneş-termokimyası dönüşüm süreçleri ele alınmaktadır. Bu süreçler kapsamında doğalgazın güneş enerjisi kullanılarak daha iyi özelliklerde yakıt elde edilmesi i işlenmiştir. Bu süreçler metanın bozunumu, su buharı - metanın ve karbondioksit - metan <: termokimyasal reaksiyonları ve bazı karbotermik reaksiyonlardır. Karbondioksit atımlarının azalmasında oldukça büyük bir potansiyele haiz olan termokimyasal süreç esaslı sistemleri geniş uygulanabilme alanları bulabilecektir. Anahtar Kelimeler: Doğalgaz, endotermik reaksiyon, dönüşüm, güneş enerjisi 1. GİRİŞ Doğalgaz bütün fosil yakıtlar içerisinde miktar olarak ve rezerv süresi olarak önemli bir j yere haizdir. Fiziksel ve kimyasal özellikleri bakımından kimyasal reaksiyonlardaki özellikleri >', diğer hidrokarbonlara göre daha iyidir. Son yıllarda metan (doğalgaz) birincil enerji kaynağı olmasının yanında yenilenebilir enerji kaynaklan ile ilgili proseslerde, hidrojen üretiminde ve termokimyasal dönüşümlerde çok kullanılan bir yakıt olmuştur. Doğalgazın ısıl değeri duyulur ısısının veya kimyasal enerjisi depolama seviyesinin yükseltilmesi yoluyla yapılabilir. Bu konuda değişik gerekçelerle 'lu yıllardan başlayarak çeşitli çalışmalar yapılmıştır. Halen j hammadde üretiminden emisyon oluşumun azaltılmasına yeni dönüştürülebilir enerji ' kaynaklarının teminine ve ucuz ve temiz enerji üretiminde kullanılmasına kadar geniş bir çeşitlilik 184 J

47 içinde çalışmalar yapılmaktadır, kuruluşlar vardır [1,2,3]. Bir çok ülkede bu konularda ciddi ve ileri çalışmalar yapan Parabolik yansıtıcı reflektörler sayesinde 5000 ila kata kadar güneş enerjisi yoğunlaştırması yapılabilmektedir. Güneş toplayıcıları, yoğunlaştırılmış güneş ışınımını toplarlar ve bir toplayıcıya odaklarlar. Çok yüksek sıcaklıklardaki güneş ışınımı, dönüşümün olduğu reaktörlerde, endotermik reaksiyonlarda gerekli olan ısı girdisini sağlar. Burada önemli bir husus prosesteki yüksek reaksiyon sıcaklığının yüksek enerji dönüşümünü getirmesidir. Ancak daha yüksek sıcaklıklar da, güneş toplayıcısından yeniden ışınım yoluyla olan ısı kaybının daha büyük olmasına neden olur. Bu itibarla herhangi bir yoğunlaştırma oranı için maksimum verimliliği veren bir optimum sıcaklık değeri vardır kat bir yoğunlaştırma için, optimum güneş toplayıcısı sıcaklığı 1500 K v dir. Bu halde teorik verim %75'tir. Yoğunlaştırılmış güneş enerjisinin dönüşümü ve transferi için enerji sistemleri ve çevrimlerinin yeni termokimyasal enerji dönüşüm şemaları olarak düşünülür[4,5,6]. 2. DÖNÜŞÜM YÖNTEMLERİ Doğalgazın ısıldeğerrinin artırılmasında akla ilk gelen yöntem bir ısıtıcı yardımıyla doğalgazın ısıtılmasıdır. Bu şekilde sağlanabilecek ısıl değer artışı aşağıdaki garafıkte verilmiştir. Şekil-1'den görüleceği üzere atmosferik basınçta 200 C 'lik bir sıcaklık artışı ile izafi yoğunluğu 0,6 olan doğalgazda ( 23 C 'den 223 C'ye) yaklaşık 80 kkal'lik bir ısıl değer artışı sağlanır. Gazın ısıl değerinin 8000 kkal/m 3 olduğu kabul edilirse; bu %1'lik bir ısıl değer artışına tekabül eder. Bu yöntemin etkinliği ve iyiliği analiz edilerek uygulanabilme sınırları daha iyi tayin edilebilir. Bir diğer yöntem olan kimyasal reaksiyona sokarak gaz özelliklerinin iyileştirilmesi üzerinde çalışılan bir yöntemdir. Buna doğalgaz (metan) şu kimyasal reaksiyonlara sokularak ısıl değer ve içerik artırılabilir [4,5]. g ENTALPİ-SKAKLK GRAFKİ(METAN) 22,78 93,33 204,44 SKAKLK (C) 315,56 426,67 Şekil-1: Metanın sıcaklıkla entalpisinin değişimi 185

48 Bu yöntemin uygulamasında kullanılan kimyasal reaksiyonlar şunlardır: Metanın Bozunumu CH4 2H 2 + C H2O ile Dönüşüm CH 4 + H 2 O 3H 2 + CO CO2 ile Dönüşüm CH4+CO2 2H 2 + 2CO Karbotermik Dönüşüm ZnO +CH4 Zn + 2H 2 + CO 3. METANIN BOZUNUMU YÖNTEMİ Metan, kimyasal formülü CH4 en basit yapıdaki hidrokarbondur. Metan aşağıdaki denklemde belirtildiği gibi bir ayrıma uğrar. Bu işleme, metanın bozunumu denir. Metanın bozunumu neticesinde C (siyah) ve H2 gazı oluşur ( CH4 * C + 2H2 AH = 17,8 kcal/mol). Metan (H/C = 4) H/C oranının yüksek olması ve ucuzluğu nedeniyle en çok tercih edilen ve en basit yapıdaki hidrokarbondur. Üretilen H2 ve C çeşitli sektörlerde kullanılır. H2 en temiz yakıttır ve gübre sanayiinde kullanılır. C (Siyah) katı mürekkep, boya, çelik, pil vs. sektörlerde hammadde olarak kullanılır [4]. Değişik reaksiyon sıcaklıkları için atmosferik basınçta tam reaksiyon veya kısmi reaksiyondan ulaşılan kimyasal eşitlik ifadesinde bileşenlerin konsantrasyonlarının hesaplanmasına ilişkin çeşitli ifadeler geliştirilmiştir. Şekil- 2 termodinamik olarak ortaya çıkan baskın ürünlerin bozunumun başladığı 600 K sıcaklıktan, tamamen bozunum olması için gerekli T > 1600 K sıcaklık aralığında değişimini belirtmektedir [7]. 2 -, mol c> ranları A" T> 1500 K rt y I 5<) Sıcaklık (Kİ 1500 t 1 1 T 200( Şekil-2: Saf haldeki metanın yalın halde (katalizör kullanmadan) bozunumu İlk defa 1977'de bir aerosol reaktörde T > 2088 K sıcaklıkta bir kısa kontaktlı güneşli reaksiyon tüpünde CH4 bozunumu yapılmıştır. Reaktör elektrik rezistansı ile ısıtılan dış elektrotlardan ışınım yoluyla indirekt olarak bir grafit aerosol reaksiyon tüpünden müteşekkildir. Bu prosesin geliştirilmesi ile güneş enerjisi kaynaklı bir bir aerosol akış reaktörü geliştirilmiştir. Bu proseste gerekli olan enerji yoğunlaştırılmış güneş ışınımından sağlanır. Işık huzmesi doğrudan hedef üzerine yoğunlaştığından reaktörün duvarı soğuk kalır. Ayrıca güneş ışımasının 186

49 kontrolü mümkün değildir ve zaman içerisinde değişiklikler gösterir. Absorbsiyon yüzeylerine yoğunlaştırılan güneş ışınımı saniyenin altındaki sürelerde 1000 K ila 3000 K sıcaklıklarına ulaşır. Bu proseste CO2 üretilmeden H2 üretilir [7,8]. 4. METAN - SU DÖNÜŞÜM YÖNTEMİ Su buharı -metan prosesi (şekillendirme prosesi) katı katalizör dolu bir tüp içerisinde hafif hidrokarbonlar ile su buharı karışımının ısıtılması yoluyla yapılır. Bu proses aşağıdaki reaksiyonlardan oluşur: Buhar-Metan Reaksiyonu CH4 +H 2 O + Isı fc. CO +3H 2 AH 298=206,22kJ/mol Dönüşüm Reaksiyonu: CO + H 2 O -Isı CO 2 +H 2 AH 298= -41,18kJ/mol Bu reaksiyonlar C sıcaklık ve 0,1-4 MPa basınç aralıklarda meydana gelir. Buhar metan reaksiyonu yüksek bir ısı gerektiren bir reaksiyondur. 1 kg metanın hidrojene dönüşümü için 12,9 MJ'luk bir ısı gerektirir. Güneş enerjili sistemlerin böyle bir sisteme adaptasyonundaki temel faktör güneş reaktörüdür. Güneş reaktörü güneş ve proses arasındaki temel bağlantıyı sağlayan işlevsel birimdir. Bu işlev iki şekilde yerine getirilebilir. 1- Bütünleşik Sistem: Reaktör, güneş akısını alarak bünyesinde sürekli reaksiyonun meydana geldiği içinde katalizörlerin olduğu bir tüpten müteşekkil kompakt bir yapıdadır. 2-İndirekt Sistem: Güneş alıcısı ile kimyasal reaktör arasında bağlantı bir kapalı çevrim ile sağlanır. Yapı kompakt değil, ayrık parçalardan oluşur. Bu tip sistemler daha çok metal esaslı diğer reaktör sistemlerine göre daha basit ve ucuz malzemelerden yapılırlar [9]. İşlemcilere giren eşdeğer ısı girişi için ürünlerin enerji içeriğine bakıldığında buhar-metan işleminde ürünlerin haiz olduğu enerji miktarı karbondioksitli işlemci ile elde edilen ürünlerden %25 kadar daha azdır. Bunun nedeni buhar-metan işlemi neticesinde elde edilen ürünlerin hidrojen içeriğinin yüksek olmasıdır. Enerji üretimi ve işlemci tesisin enerji dengesi işlemciye besleme giriş sıcaklığının etkisi altında kalır [9]. H2O + CH4 Proses İşleminde reaksiyon termodinamik denkleme uygun olarak ilerler. Bileşenlerin oranları kimyasal denge eşitliklerinden elde edilir. Reaksiyonların hızlandırılması ve ekinleştirilmesi için kullanılan katalizörlerin aktiflikleri şöyle sıralanır: Rh,Ru > Ni, Pd, Pt >Re> Co dır [10]. 5. METAN - KARBONDİOKSİT DÖNÜŞÜM YÖNTEMİ Güneş enerjisinin termokimyasal depolanması ve taşınması kavramı bir yüksek entalpili tersinir bir reaksiyon kullanarak güneş enerjisinin kimyasal enerjiye dönüşümü için kimyasal olarak gerçekleşen işlemleri kapsar. Endotermik reaksiyon yüksek sıcaklıkta güneş odacığmda yapılır. Reaksiyon neticesinde oluşan yeni ürünler çevre sıcaklığında depolanır ve/veya tüketim noktalarına borular ile taşınır. Tüketim noktalarında ters reaksiyonla proses ısısı olarak 187

50 yeniden elde edilir. Bir termokimyasal boruda kullanılan reaksiyonun kontrolü kolay olmalıdır ve fazla kenar reaksiyon diye tabir edilen başka tür istenmeyen ürünlerin oluşumuna izin vermemelidir [10,11,12]. CO2 ile CH4 'ün endotermik reaksiyonu aşağıdaki gibidir : CH4 + CO2 2CO+2H 2 AH = 250kj/mol Bu yöntemde ürünlerin hacimsel oranlan H2/CO daha düşüktür. Bu oranın düşüklüğü kimyasal reaksiyonun bir sonucudur. Bu yöntem endüstriyel olarak CO ve H 2 elde etme şeklinde kullanılır. İstenilen oranına bağlı olarak bu yöntem diğer yöntemlere göre daha ekonomiktir. Bu yöntemin bir diğer avantajlı yönü çevresel bakımdan oldukça önem arzeden sera etki olan iki gazın birden kullanılmasıdır. Bu ters reaksiyon ürünleri güneş enerjili reaktöre yeniden verilir ve bu şekilde çevrim devam eder. Reaktöre CO2/CH41,2/1 besleme oranında 500 C, bar basınçta giren reaktantlar C sıcaklık seviyelerinde reaktörden ayrılır. Bir CO2 + CH4 Proses İşlemi için Alüminyum üzerine %1 Rutenyum katalizör üzerinde yapılan çalışmalarda oldukça iyi sonuçlar elde edilmiştir. Bu katalizör 900 C çalışma sıcaklığında binlerce saat boyunca kararlı ve aktif bir özellik gösterir [11,13]. AH" - f T <1Ö0OK Endotermik Reaktör Ekzotermik Güç Üretimi Depolama Transfer^ Şekil - 3. Bir Kapalı Çevrim Güneş enerjisi Termokimyasal Dönüşüm Sistemi Bu ikili bu tür işlemler için kullanılabilecek iyi bir ikilidir. Bu tür işlemlerin yapıldığı tesislerde en büyük problem güneşin gün ve zaman içinde değişken bir özellik göstermesidir. Bu şartlar altında gün içerisinde sık sık durma ve çalışma işlemi gerçekleşir. Bu nedenle çok uygun bir kararlı katalizör kullanılmalı ve gün içerisindeki değişimleri karşılayabilmelidir. Bu kriterlere uyan ve işletme zorluklarını aşacak özellikte bir alüminyum üzeri Rh katalizörü üzerinde çalışılmıştır. Bir diğer problem, güneş ışınımına özgüdür. Bu 188

51 ışınımın ısıya dönüşümü ve bazı özel güneş toplayıcıları dizaynı ve toplayıcıya uygun olarak reaksiyonların yapılacağı reaktörü dizayn etmektir. Bu sistem, yüksek sıcaklıktaki güneş ısısını metanın CO2 ile endotermik reaksiyona girmesi şeklinde kullanılır. Tersinir reaksiyon ürünü olarak suni gaz elde edilir. Bu elde edilen gaz, H2 ve CO karışımı olup çevre sıcaklığında depolanabilir ve ihtiyaç noktalarına taşınabilir. Ters ekzotermik reaksiyon yoluyla depolanan enerji yüksek sıcaklıkta tekrar elde edilir ve bir Rankine çevrimi gibi süreçle elektrik üretilebilir [14]. 6. KARBOTERMİK DÖNÜŞÜM YÖNTEMİ Bir diğer fosil yakıt- güneş enerji prosesi, metaloksitlerin fosil yakıtları indirgeyen bileşen olarak kullanıldığı karbotermik reaksiyonlardır. Bunlara bir örnek; Çinko üretimidir. Doğalgaz gibi; indirgeyici bileşen ZnO cevheri ile karbotermik reaksiyona sokularak Zn elde edilir. Bu gibi indirgeyici bileşenler ZnO indirgenmesini kolaylaştırır ve daha ölçülü ve teknik olarak safmetal bozunumundan daha uygun sıcaklıklar (1300K) kullanılmasına imkan verir[13] <ZO -*- CO] Şekil-4: Güneş enerjili bir CH4- ZnO karbotermik reaksiyon reaktörü İndirgeyici bileşenler biogaz sahalarından da elde edilebilir. Eğer düşük dereceli fosil yakıtlar (linyit, kalorifer yakıtı vs.) kullanılırsa, endotermik ya da karbotermik indirgeme ile bu tip yakıtların özellikleri ve bu tür yakıt kullanan sistemlerin verimlilikleri, işlenmemiş haldeki koşullarına göre çok iyi bir seviyeye gelir. Güneş enerjisi kullanarak daha nitelikli yakıtlar üretmek için kullanılan termokimyasal süreçlere bir örnek ; yoğunlaştırılmış güneş enerjisi kullanılarak yükseltilmiş sıcaklıklarda ısıl olarak bir metal oksitin indirgenmesi verilebilir. Ürün metal, metal-hava bataryaları veya fuel - celler de doğrudan güç üretiminde kullanılabilirler, ya da su ile doğrudan reaksiyona sokularak, ısı ve elektrik üretimi için daha ileri proseslerde hidrojen üretimi şeklinde de değerlendirilebilirler. Güç üretim prosesinden veya su-ayırma reaksiyonundan kimyasal yan ürün güneş reaktörü çevriminde kullanılan orijinal metaloksittir. Çevrim tamamen kapalıdır ve çevreye emisyon yaymaz. Bu metaloksitlerden en iyi özelliklere haiz olanlarından ve üzerinde araştırma yapılanlardan birisi, ZnO'dur. ZnO-Zn redoksu çifti yüksek verimlilik, kabiliyetlilik, enerji vektörü ve termokimyasal çevrimler için iyi bir adaydır [13,15]. 189

52 Doğ; ilga: ZnC GÜNEŞ REAKTÖRÜ ZnO+OHU =Zn+2H 2 +CO AH 12 OOK=44O kj/mol Zn (Enerji Ureti mi SU AYRIŞTIRMA REAKTÖRÜ ZnO+H 2 o =ZnO+H 2 AH 725 K=-107 kj/mol ÇİNKO-HAVA FUEL CELL Zn+0,5O 2 =ZnO AG 298K =-316 kj/mol trik DR OJEN, Geri Dönüşüm ^ ^ 1 Şekil-5: ZnO-Metan süreci işlem şeması 7. KAYNAKLAR [1] SHAFEY.H.M, ve İSMAİL.I.M., " Thermodynamics Of The Conversion Of Solar Radiation" Journal Of Solar Energy Engineering, Vol: 112, pp , 1990 [2] LOVEGROVE.K., and LUZZI.A., "Concentrating Solar Thermal Systems", Solar Thermal Power Systems, Encyclopedia Of Physical Science and Technology, 3rd Edition, Vol: 15 [3] SIZMAN.R, and NDCGERALD.; "High Temperature, High Flux Density Solar Chemistry". Review [4] KARABAY, İ., ve EKMEKÇİ!, "Yoğunlaştırılmış Güneş Enerjisi Kullanarak Doğalgazdan Karbon Ayrıştırma", 7.Uluslararası Yanma Sempozyumu, Ankara,2002 [5] KARABAY, İ., ve EKMEKÇİ.İ., "Doğalgazın Güneş Enerjisi Kullanılarak Dönüştürülmesi Ve Karbondioksit Azaltma İşlemi",.Ulusal Temizenerji Sempozyumu, Cilt- 2, syf: , İstanbul, 2002 [6] KARABAY, İ., ve EKMEKÇİ.İ., "Güneş Enerjisi İle Doğalgaz Dönüşümünde Metan-Su Reaksiyonu Yöntemi", IH. Atmosfer Bilimleri Sempozyumu, syf: , İstanbul, 2003 [7] WEİMER.A.V, DAHL.J, BUECHLER.K, "Thermal Dissocarion of Methane Using A Solar Coupled Aerosol Flow Reaktör", 2000 DOE Hydrogen Program Review,NREL/CP [8] MURADOV.N, Thermocataltic CO2-Free Production of Hydrogen from Hydrocarbon Fuels, Proceeding of 2000 DOE Hydrogen Program review,nrel/cp

53 [9] ROZENMAN.T, "Energy Transport With An İntegrated Direct Solar Reactor" Journal Of Solar Energy Engineerig,August 1987 Vol:109, pp: [10] TRIMM.D.L., "The Steam Reforming Of Natural Gas" Methane Conversion, 1988 Elsiever Science Publisher, Amsterdam-Printed The Netherlands. pp:39-47 [11] DIVER.R.B., FISHJ.D., LEVITAN.R., LEVY.M., MEIROVITCH.E., ROSIN. H., PARIPATYADAR.S.A., and RICHARDSONJ.T., "Solar Test Of An integrated Sodium Reflux Heat Pipe Receiver/ Reactor For Thermochemical Energy Transport". Solar Energy Vol.48,No.l,pp.21-30,1992 [12] EPSTEİN.M, "Reforming Technology For Syngas Production". Solar Research Facilities Unit, Weizmann Institute of Science, Rehovot-İsrael. [13] STEINFIELD.A, EPSTEİN.M, Light Years Ahead, Chemistry in Britian, Vol-37, No:5,pp30-32, Year:2001 [14] LEVY. M., LEVITAN. R., ROSIN. H. And RUBIN R., " Solar Energy Storage Via A Closed-Loop Chemical Heat Pipe" Solar Energy Vol.50, No.2, pp ,1993 [15] STEINFELD.A., BRACK.M., MEIER. A.., WEIDENKAFF,.A., and WUILLEMIN.D., "A Solar Chemical Reactor for the Co-Production of Zinc and Synthesis Gas", Energy - The International Journal, Vol. 23, pp , BİLDİRİ YAZARLARI İsmail EKMEKÇİ 1957 Bursa-Keles doğumlu olan ilk ve orta öğrenimimi Bursa'da ve Aydın'da tamamladı İ.D.M.M.A.'den Makina Mühendisi olarak mezun olduktan sonra 1984 yılında Yıldız Teknik Üniversitesinde Makina Müh. Isı-Proses dalında Makina Yüksek Mühendisi ve aynı yıl 1984 yılında İstanbul Teknik Üniversitesi Endüstri Mühendisliği Bilim Dalında Endüstri Yük. Mühendisi olarak mezun oldu yılları arasında Yıldız Teknik Üniversitesinde araştırma görevlisi olarak çalıştı yılında Yıldız Teknik Üniversitesi Mak. Müh. Isı-Proses dalında Doktorasını tamamlayarak yılları arasında Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesinde Yard. Doç olarak akademik hayatını sürdürdü yılında Doçent ve 2003 yılında Profesör Dr. Unvanı aldı yılından beri Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği bölümünde çalışmaktadır. Enerji ve ısı tekniği uygulamalarında çok sayıda çalışması ve yayımlanmış yayınları bulunmaktadır.evli ve 4 çocuk babasıdır. İzzet KARABAY 1972 Ankara doğumlu olan İzzet Karabay, ilk ve orta öğrenimini Ankara'da tamamladı yılında İstanbul Teknik Üniversitesi Makine Mühendisliği bölümünden mezun oldu yılında İGDAŞ İstanbul Gaz Dağıtım A.Ş'de çalışmaya başladı

54 yılında İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Mühendisliği ana bilim, dalından "doğalgaz hatlarının dizayn esasları isimli tezi ile yüksek lisans programını j tamamladı. Halen Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Mühendisliği Ana ' bilim dalında doktora çalışmalarına devam etmektedir yılında başlayan çalışma hayatı süresince İGDAŞ'ta çeşitli birimlerde çalıştı. Yakma ve yanma sistemleri, bacalar ve baca gazı analizi, çevre ve ekoloji, gaz dağıtım sistemlerinin projelendirilmesi ve işletmesi, gaz, ekipmanları, gaz işletmeciliğinde özel konular ve uygulamalar, yenilenebilir enerji /* kaynaklan, akış dinamiği ve termodinamiği vs konularda çalışmaları bulunmaktadır. Bu ') konularda yayınlanmış çalışmaları bulunmaktadır. 192