MOTORLU ARAÇLARDAN OLUŞAN KİRLİLİK ve EGZOZ EMİSYON

II. ULAŞIM VE TRAFİK KONGRESİ - SERGİSİ
MOTORLU ARAÇLARDAN OLUŞAN KİRLİLİK
ve EGZOZ EMİSYON REGÜLASYONLARI
* Yrd. Doç. Dr. Zübeyde ÖZTÜRK
ÖZET
Çalışmada, kara ulaşımının iki önemli türü olan karayolu ve demiryolu ele alınıp, belirli kıstaslara ve etkili faktörlere bağlı olarak birim iş için gerektirdikleri enerji miktarları/türleri ve buna bağlı olarak oluşan hava kirliliği üzerinde durulmaktadır. Bu kirliliğin azaltılması için taşıt,
yol ve çevre üzerinde alınabilecek etkili önlemlerle, yasal düzenlemeler incelenmektedir.
Anahtar Kelimeler : Ulaştırma, Enerji, Hava kirliliği
1. GİRİŞ
Yaşadığımız yüzyılı modern hale getirmede ve nimetlerinden etkili bir şekilde faydalanmamızda motorlu taşıtların rolü büyüktür. Sayıları devamlı artan bu taşıtların bir yandan da çevre kirliliği meydana getirdikleri bilinmektedir. Motorlu taşıtlar nedeniyle meydan gelen hava kirliliği yıllardan beri üzerinde durulan ve azaltılması için gerek taşıt üretimi sırasında gerekse
taşıtın trafikteki seyri sırasında önlemler gerektiren önemli bir konudur. Gelişen çevre bilincine paralel olarak taşıtların trafikteki seyri sırasında meydana getirecekleri kirliliği belirli sınırlarda tutmayı amaçlayan çalışmalar artarak devam etmekte ve kirletici maddelerin hangi değerleri aşamayacağını gösteren sınır değerler sürekli aşağı çekilmektedir. Çalışmada, kara
ulaştırmasında vazgeçilemez bir yeri olan karayolu ve demiryolu kullanılan enerji, meydana
getirdikleri kirlilik ve bunlara ilişkin düzenlemeler açılarından incelenmektedir.
2. ENERJİ TÜKETİMİNİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER
Ulaştırma sistemlerinde kullanılan başlıca yakıt türleri içten yanmalı motorlarda kullanılan
benzin ve dizel, sabit bir elektrik iletim hattını gerektiren elektrik, jet yakıtı, çok az miktarda kömürdür. Ayrıca sıvılaştırılmış petrol gazı (LPG) ve sıkıştırılmış doğal gaz (CNG) yaygınlaştırılmakta, alkol ve güneş enerjisi ise deneme aşamasındadır. Ham petrol, rafinaj işlemiyle
LPG, benzin, jet yakıtı, motorin gibi beyaz ürünler ile ağır ürünler birbirinden ayrılıp, dönüşüm
yapılarak kullanılabilir hale getirilmektedir. Sistemde kullanılacak çekim türü, kullanılacak
enerji kaynağı, birim enerji elde etmek için harcanacak yakıt miktarının yanı sıra sisteme ait
alt ve üst yapı karakteristikleri, taşıt tür ve özellikleri ve işletme yöntemlerinin belirlenmesinde
oldukça etkilidir. Çekim türlerinin kullandıkları enerji kaynakları ya hiçbir işlem görmeksizin direkt olarak taşıtta kullanılan kömür, doğal gaz gibi birincil kaynaklar, ya da birincil kaynakların rafineri, termik ve hidroelektrik santraller, atom reaktörü gibi çevrim tesislerinde işlenmeleri ve kullanılmaları sonucunda elde edilen benzin, motorin, sıvılaştırılmış petrol gazı vb. ikincil kaynaklardır.
Ulaştırma sistemlerinde enerji tüketimini etkileyen önemli faktörler işletme ve hava koşulları, taşıt özellikleri ve yol özellikleri olmak üzere başlıca üç grupta incelenir. Bu ana gruplarda yer alan faktörler ve bunların birbiriyle etkileşimi Şekil 1 de verilmektedir. Burada belirtilen
*
İTÜ İnşaat Fakültesi Ulaştırma Anabilim Dalı
201
II. ULAŞIM VE TRAFİK KONGRESİ - SERGİSİ
birincil enerji ile taşıt hareketi sırasında ortaya çıkan spesifik enerji arasındaki fark indirekt
(dolaylı) enerji olarak tanımlanır. Indirekt enerji araç tanziminde, birincil enerjinin iletimi ve kullanılmasında, yol ve araçların yapım ve bakımında, dönüşüm ve dağıtım kayıplarında ve ulaşımla ilgili yan işlerde (yükleme, boşaltma, hazırlama) kullanılan enerjidir.
Şekil 1. Taşıtların Enerji Gereksinimini Etkileyen Faktörler
Birim işe düşen enerji belirlenirken trafiğin türü, doluluk oranı ve uzak mesafe veya yakın
mesafe olması önemli kıstaslardır. Şekil 2, 3, 4, ve 5'te birim yolcu ve yük trafiği için taşıtların
doluluk oranlarına bağlı olarak yakın mesafe ve uzak mesafede gerekji spesifik (özgün) birincil enerji gereksinimleri görülmektedir (3).
Bu şekillere göre en azdan en çoğa doğru enerji tüketimi sıralamaları şöyledir: •
- Yakın mesafe yolcu trafiği: otobüs-demiryolu- hafif metro-kombi-otomobil
- Uzak mesafe yolcu trafiği: otobüs-demiryolu-kombi-otomobil-jet uçağı
- Yakın mesafe yük trafiği: demiryolu-TIR-kamyon-kamyonet-pikap-kombine taşıtlar
- Uzak mesafe yük trafiği: kombine taşımacılığa ait araçlar (iç suyolu+karayolu+demiryolu)
yukarıdaki sıralamaya uygun olarak karayolu taşıtları-kombine taşıtlar.
202
II. ULAŞIM VE TRAFİK KONGRESİ - SERGİSİ
Şekil 5. Uzun Mesafe Yük Trafiği
Şekil 4. Kısa Mesafe Yük Trafiği
203
II. ULAŞIM VE TRAFİK KONGRESİ - SERGİSİ
3. MOTORLU TAŞITLARDAN OLUŞAN KİRLİLİK
Motorlu araçlar nedeniyle birçok bileşenden oluşan önemli boyutlarda çevre kirliliği meydana gelmekle birlikte bu çalışmanın konusu yalnızca hava kirliliğidir. Hava kirliliği, havadaki yabancı maddelerin insan sağlığına, canlı hayatına ve ekolojik dengeye zararlı olabilecek konsantrasyonda bulunması şeklinde tanımlanmaktadır. Kirlenmeyi oluşturan maddeler çok çeşitli olmakla birlikte en etkili olanlar; karbonmonoksit, azot oksitleri, karbonhidratlar, partikül
(parçacık) ve kükürt oksitlerdir. Kara ulaştırmasının iki önemli türü olan demiryolu ve karayolu kullanılan enerji ve meydana gelen kirlilik açısından önemli farklılık göstermektedir. Bunun
nedenlerinden bir tanesi demiryolunda tekerlek ray arasındaki sürtünmenin karayoluna göre
oldukça az olması nedeniyle birim işe düşen enerji tüketiminin azlığıdır. İki sitem arasında bir
ton yüke kg. olarak düşen seyir direnimi ampirik bağıntılarla yapılan değerlendirmeye göre
1/7, istatistiksel değerlendirmeye göre ise 1/4 oranındadır.
Diğer önemli neden ise kullanılan enerji türüdür. Demiryolunda modern hatlarda elektrikli
çekimin kullanılması çevre açısından büyük rahatlık sağlamaktadır. Elektrikle çalışan trenlerin işletimi sırasında partikül dışında önemli bir emisyon oluşmazken, değerlendirmelerde
santralde oluşan kirliliğin dikkate alınması gerekir. Dizelli çekim karayolunda olduğu gibi demiryolunda da daha çok yük taşımacılığı için kullanılmaktadır. Dizel motorda etrafa karbonmonoksit savrulmaz ve kurumun hidrokarbona yapışması ile motor daha iyi bir randıman verir. Kurşun emisyonu oluşmaz, burada en önemli emisyon azotoksit olmaktadır. Demiryolunda dizel motor kullanımı çevre açısından büyük problem yaratmamaktadır ve yapılan ölçümlerden elde edilen değerlerin kabul edilebilir düzeyde olduğu gözlenmiştir. Almanya'da yalnız
dizelli çekim uygulanan hat ile 0.25 dizel 0.75 elektrik kullanılan hatta ilişkin emisyon değerleri Tablo 1 de verilmektedir. Bu değerler belirlenirken dizel lokomotif emisyonları ve elektrikli çekim için gerekli enerjiyi üreten santral emisyonları dikkate alınmıştır (1).
Tablo 1. Demiryolunda Kirletici Emisyonlar (g/t-km, g/yol-km)
Kirleticiler
Dizel Çekim (1983)
Dizel+Elek.Çekim (1985)
COx
0.22
0.03
NOx
0.975
0.20
CH
0.086
0.01
CO
0.342
0.06
NOx
1.507
0.43
CH
0.137
0.03
Yük trafiği
Yolcu trafiği
Elektrikli çekimde emisyonların az olması ve çevreye daha az zarar vermesi onu çevre açısından en ideal tür yapmaktadır. En önemli avantajlarından bir tanesi de herhangi bir tür enerjiden elektrik elde edilebilmesi ve bu arada santral yerini seçme imkanının olmasıdır. Uluslararası Demiryolları Birliğinin güvenilir demiryolu idarelerindeki Araştırma ve Deneme Merkezleri (ORE) tarafından lokomotiflerde kullanılan dizel motorlar incelenmekte ve değerlendirilmektedir. Motorun ürettiği zararlı madde miktarının ölçülmesi için değişik yöntemler vardır ve
ölçüm sonuçları yöntemden kısmen bağımsızdır. Ölçüm değerlerinin mukayese edilebilir olması için artık gaz testinde şu kriterlerin belirlenmesi gerekir :
- Hava ısısı, barometre değeri, yakıt özellikleri, emme basıncı ve artık gaz için standart değerlerin tespiti,
204
II. ULAŞIM VE TRAFİK KONGRESİ - SERGİSİ
- Motorun gerekli yerlerinde yapılacak ölçümlerin sayı ve değeri,
- Her bir zararlı madde için ölçüm yöntemi.
Karayolunda yaygın şekilde benzin, düşük oranda da dizel yakıt kullanılmaktadır. Egzoz
emisyonu bileşimi dizel ve benzin motorlarında farklıdır. Herhangi bir önlem alınmamış dizel
motoru benzin motorunda oluşan CO, HC gibi zararlı gazlan daha az içerdiği için, daha az
çevre kirliliği yaratmaktadır. Gerekli önlemler alındığında, çevre kirliliği benzin motorlarında
daha etkili bir şekilde azaltabilmektedir. Bu nedenle taşıt araçlarındaki çevre kirliliği önleme
çalışmaları, daha çok benzin motorlu araçlarda yoğunlaştırılmıştır. Bir ton benzinin yanması
sırasında atmosfere atılan zararlı maddelerin toplam ağırlığı 416.06 kg. iken bir ton dizel yakıtın oluşturduğu toplam zararlı madde ağırlığı 50.78 kg'dır. Bu toplama ait bileşenler Tablo
2'de verilmektedir (2).
Tablo 2. Kirletici Miktarları (kg. emisyon/ton yakıt, 1985)
Kirleticiler
Benzin
Dizel
Toplam
CO
378.00
20.81
398.81
CHx
21.20
4.16
25.36
NOx
14.50
18.01
32.51
SOx
1.86
7.80
9.66
Pb
0.50
-
0.50
416.06
50.78
466.84
89.12
10.88
100.00
Toplam
%
Tablo incelendiğinde en fazla kirliliği oluşturan bileşenin karbonmonoksit olduğu ve aynı
miktarlarda yakıtın yanması ile oluşan kirletici maddeler toplamının benzinde dizele göre 8 kat
fazla olduğu görülmektedir. Almanya'da yapılan çalışmanın sonucunda karayolunda birim işe
düşen kirlilik miktarları ise Tablo 3'de görüldüğü gibi belirlenmiştir, (ORE).
Tablo 3. Birim İşe Düşen Kirlilik (gr/yol-km, ton-km, 1985)
Yolcu Trafiği
Yük Trafiği
CO
9.3
3.70
NOx
1.7
3.26
CH
1.1
1.62
0.09
0.07
Kirleticiler
Katı madde
Taşıtların hareketi sırasında meydana gelen kirleticilerin yanı sıra yakıtın yanabilmesi için
tüketilen oksijen miktarı da dikkate alınmalıdır. Çünkü bir litre yakıtın yanması sırasında 10 kişinin birer günlük oksijen gereksinimine denk oksijen tüketilmektedir.
4. YAKIT TÜKETİMİ VE HAVA KİRLİLİĞİNİ AZALTMA ÇALIŞMALARI
4.1. Yakst Tüketimini Sınırlama Çalışmaları
Ekonomik faktörlerin yanı sıra çevre kirliliğine neden olan kirletici emisyonların ve sera etkisine neden olan CO2 emisyonlarının sınırlandırılması amacıyla taşıtların yakıt tüketimlerine
kısıtlamalar getirilmektedir. 1960 lardan günümüze kadar ki süreç içerisinde gerek yolcu ge205
II. ULAŞIM VE TRAFİK KONGRESİ - SERGİSİ
rekse yük taşıtlarının yakıt tüketimleri taşıt tipine bağlı olarak %50-300 arasında değişen
oranlarda azaltılabilmiştir. Bu gelişmeye 1970 lerde başlayan enerji krizine bağlı olarak hızlı
bir artış sürecine giren petrol fiyatları neden olmuştur. Bugünkü taşıtların ortalama yakıt tüketimleri Tablo 4'de verilmiştir. Özel deney taşıtları için (democar) 2.5 It./l 00 km'lik tüketim sağlanabilmekle birlikte orta sınıf taşıtlar için bu sınır hala 9 İt/100 km. düzeyindedir. Bu değerin
düşürülmesi mümkündür. A.B.D. de taşıt üretiminde ortalama yakıt tüketimi 8 !t./100 km. olarak sınırlanmıştır (Cooperate Average Fuel Economy, CAFE sınırı). Almanya'da ise otomobillerin ortalama yakıt tüketimi 1980 yılında 9 lt./100 km. iken, bu değer 1994 yılında %22 azalma ile 7 lt./100 km. olmuştur ve tüketimin 2005 yılında 5 lt./100 km. değerine düşürülmesi hedeflenmiştir (4).
Tablo 4. Farklı Sınıflardaki Taşıtların Yakıt Tüketimleri
Yakıt tüketimi (it. /100 km.)
CO2 üretimi (g/km.)
DEMO Car
2.5
70
Ekonomi sınıfı
6.25
175
Orta sınıf
9
250
Lüks sınıf
16
445
Taşıt tipi
Tablo 5. Değişik Motorlarda Yakıt Tüketimleri (lt/100km)
Taşıt ağırlığı
800 kg
1200 kg
1600 kg
Ön yanma odalı dizel
4.5
6.0
8.0
Direkt püskürtmeli dizel
3.0
4.0
6.0
4 supaplı benzin
5.5
7.5
9.0
2 supaplı benzin
6.0
8.5
10.0
Motor tipi
1970 li yılların sonunda otomotiv endüstrisine sahip Uluslararası Enerji Ajansı (UEA) üyesi ülkeler, yerli sanayileri için zorunlu yakıt ekonomisi hedefleri oluşturarak 1980 li yılların ortalarına doğru önemli başarılar elde etmişlerdir. Otomobillerin yakıt tüketimindeki verim artışı
sonucunda, UEA ülkelerinde 1973-1988 arasında araç sayısı %57.9 artarken, benzin tüketimi %16.9 artmıştır. Hatta 1979 yılında yaklaşık 615 milyon litre ile maksimuma çıkan benzin
tüketimi, 1982 yılında 587 milyon litreye kadar düşmüştür. 1985 lerde yavaşlayan çalışma,
19901ı yıllara girerken çevresel endişelerle tekrar ivme kazanmıştır.
Ayrıca yakıtın kalitesi de kirlilik üzerinde etkili bir faktördür. Akaryakıt üretiminin motorlu
araçlardaki teknolojik gelişmeye paralel olarak düzenlenmesi gereklidir. Uygun nitelikteki yakıtın ülke çapında tüm akaryakıt istasyonlarında temininde kontrol sağlanmalıdır. Benzin kalitesi TS/EN 228 standardına uymalıdır. Dizel yakıtta ağırlık olarak kükürt oranı % 0.3 'ü geçmemelidir. Avrupa Topluluğu ülkelerinde 1.10.1996 tarihinden itibaren Euro 2' nin devreye girmesiyle bu oran % 00.5 olarak uygulanmaktadır.
4.2. Hava Kirliliğini Azaltmak İçin Taşıt Üzerinde Alınan Önlemler
Karayolu taşıtları için belirlenen sınır değerlere inilmesinde taşıt üzerindeki önlemlerden
olan katalitik konvertör kullanımı özellikle etkili olmaktadır. Benzin motorlu araçlarda katalitik
konvertör kullanımı ile CO, NOx, CH gibi zararlı gazlar reaksiyona girerek CO2, N2, O2, H2O
206
II. ULAŞIM VE TRAFİK KONGRESİ - SERGİSİ
meydana getirirler. Burada CO oksijen ile yanar ve zehirsiz CO2 'e dönüşür. CH oksijen ile yanar ve CO2 + Su haline dönüşür. NO den oksijen ayrışarak N2 ve CO2 oluşur. Katalitik konvertör EURO 93 ve sonrası regülasyonlardaki sınır değerleri sağlayabilmek için benzin motorlu
taşıtlarda kullanılır. Bu sistem, katalizör görevi yaparak kimyasal reaksiyonu hızlandırır ve daha düşük sıcaklıklarda da kimyasal reaksiyonun gerçekleşmesini sağlar. Katalitik konvertörde
kullanılan gözenekli seramik veya metal üzerine kaplanmış rodium, palladyum ve platin gibi
asil metaller katalizatör işlevini görmektedir. Katalitik konvertörün verimli çalışabilmesi için hava/yakıt karışımı (14.6 kg. hava /1 kg. yakıt) oranında olmalıdır. Bu oranda zararlı gazların
dönüşümü % 80-90 oranında sağlanmaktadır. Karışımda hava artarsa (fakir karışım) NOx dönüşüm verimi, yakıt artarsa (zengin karışım), CO ve CH dönüşüm verimi düşer.
Bu oranın bozulmaması benzin motorunda benzin püskürtme sistemi ve elektronik kontrol
düzeni kullanımı ile daha iyi sağlanır. Egzoz sisteminin herhangi bir şekilde delinmesi, kurşunlu benzin kullanılması, bujilerin arızalanması vb. nedenlerle katalitik konvertör tamamen devre dışı kalmaktadır. Sistemin etkili çalışması uygun ve itinalı bakımla ilgilidir. Almanya'da yapılan araştırmada katalitik konvertör takılı olan araçların %30 'unda ve A.B.D. de yapılan araştırmada ise %50 'sinde bu düzenin bakımsızlık nedeni ile çalışmadığı belirlenmiştir. Araçlarda çok kısa bir süre için dahi kurşunlu benzin kullanılması, katalitik konvertörün yüzeylerinin
kurşun ile kaplanmasına ve işlevini yapamamasına neden olmaktadır. Kurşunsuz benzin kullanımındaki ana amaç, katalitik konvertörün tıkanmamasını sağlamaktır. Kurşunun zararları
da bu suretle ortadan kalkmaktadır.
Dizel motorlarda zararlı emisyonların azaltılabilmesi için yeni geliştirilen uygulamada, piston kafası, supap kafaları ve silindir kapağının yanma yüzeyleri özel seramik bir malzeme ile
kaplanmaktadır. Partikül maddelerin daha da azaltılabilmesi için ayrıca, oksidasyon katalizörünün de kullanımına başlanmıştır.
Taşıtların yakıt tüketiminin azaltılması için üzerinde çalışılan teknolojik alanlar; Taşıt boyutunun ve kütlesinin azaltılması, motor performansının iyileştirilmesi, lastik performansının iyileştirilmesi, aerodinamik form, transmisyon-motor uyumu olarak sayılabilir.
Tablo 6. Benzin Motorlu Araçlarda Alınan Önlemler
Önlem Türleri
Azaltılan Emisyonlar
1-Karışım Oluşumu ve Ayarlama
-Elektronik karışım yöntemi(EFI)
-Gaz kelebeği damperi
-Yavaşlamada yakıt kesme
t
2.Ateşleme ve Yanma
-Elektronik ateşleme haritası
-Yanma odası tasarımı
-Sıkıştırma oranı
-Supap bindirme zamanlaması
-Egzoz gazını yeniden silindire yollama (EGR)
CO.HC.NOx
CO.HC
HC
HC.NOx
HC.NOx
HC.NOx
HC.NOx
NOx
3.Egzoz Gazları
-İkincil yanma (pulse air ve air pump gibi egzoza hava basan sistemler)
-Katalitik konvertör+oksijen sensörü (TWC+HEGO)
4.Buharlaşma Yoluyla Oluşan Gazlar
-Pozitif karter havalandırma (PCV)
-Yakıt deposu buharlaşma kontrolü (buhar toplama
tüpü + devrilme emniyet supabı + taşma kontrolü)
207
CO.HC
CO.HC.NOx
HC
HC
II. ULAŞIM VE TRAFİK KONGRESİ - SERGİSİ
Tablo 7. Dizel Motorlu Araçlarda Alınan Önlemler
Önlem Türleri
Azaltılan Emisyonlar
1 .Karışım Oluşumu ve Ayarlama
-Enjeksiyon Sistemler (500-2000 Bar)
-Mınısac, Vco, Snubber valfe, pompa avansı
-Turboşarj, Intercooling
CO,HC,NOx,Duman
CO.HC.Duman
NOx.Duman
2. Yanma
-Yanma odası tasarımı
-Sıkıştırma oranı
-Supap zamanlaması
-Egzoz gazını yeniden silindire yollama (EGR)
-Yanma odasının seramikle kaplanması
HC.NOx
HC.NOx
HC.NOx
NOx
NOx.Duman
3.Egzoz Gazları
-Oksîdasyon katalitik konvertörü (araştırma safhasında)
4.Buharlaşma Yoluyla Oluşan Gazlar
-Pozitif karter havalandırma (PCV)
CO.HC.Duman
HC
Benzin ve dizel motorlu araçlarda alınabilecek önlemler ve bu önlemler sonucunda miktarları azaltılabilen zararlı emisyon türleri Tablo 6 ve 7 de verilmektedir (1).
4.3. Trafik ve Çevreye İlişkin Diğer Düzenlemeler
- Çevre koşullarının emisyon azaltıcı şekilde düzenlenmesi taşıtların oluşturduğu kirlenme
kontrolünde etkili bir yöntemdir. Trafiğin iyi bir şekilde düzenlenmesiyle akıcılığının arttırılması kirliliği azaltmaktadır. Hızı 100 km./saat olan otoyol ile yoğun ve hızı 19 km./saat olan şehir içi trafiği ile hızı 6 km./saat olan tıkanmış bir trafiğin meydana getirdiği emisyonlar arasında %80 oranlarına varan farklılıklar görülmüştür.
- Ana arterlerin hakim rüzgar yönünde yapılması ile burada biriken kirleticilerin dağılması
sağlanır, kent planlarında otoyolların çevre dikkate alınarak geçirilmesi ve yeşil alanlara ağırlık verilerek kirletici etkilerin kısmen kompanse edilmesi gibi önlemler çok önemli yararlar sağlayacaktır.
- Büyük işyerlerinde çalışan kişilere işyeri yakınında konut sağlayarak ev-işyeri arasındaki
trafiğin azaltılması ile trafik yükü ve kirlilik azaltılabilir.
- Şehir içindeki kısa mesafeli yolculuklarda motorsuz taşıt kullanımı ve yürüyüşlerin özendirilmesi,
- Trafiğin ve hava kirliliğinin yoğun olduğu kesimlerde özel otomobil kullanımının sınırlandırılması,
- Sürekli ve her kesimi kapsayan bir eğitim verilerek yaya ve yolcuların belirli seviyede bir
trafik bilincine eriştirilmesi,
- Hız sınırlaması uygulanması, doluluk oranlarının arttırılması, trafiğin yoğun olduğu saatlerde yük trafiğinin kısıtlanması,
- Elektrik enerjisiyle çalışan raylı sistemlerin şehir merkezlerinde yaygınlaştırılması oldukça önemli rahatlamalar sağlayacaktır.
208
II. ULAŞIM VE TRAFİK KONGRESİ - SERGİSİ
4.4. Yasal Düzenlemeler
4.4.1. Egzoz emisyonlarının denetimi
Bu konuda ilk düzenlemeler ve uygulamalar 1968 yılında Kalifomia 'da Avrupadaki ilk uygulamalar ise 1972 yılında başlamıştır. Araçlar başlıca iki gruba ayrılarak kirleticilere ait sınır
değerler belirlenmektedir. Otomobiller (M1), Hafif ticari araçlar (N1), boş aracın ağırlığı üzerine 100 kg ilave edilerek bulunan referans kütlesi 2840 kg ve altında olan araçlar için Çizelge 8 deki düzenlemeler yapılmıştır.
Tablo 8. Azami Yüklü Ağırlığı (AYA) < 3.5 ton Olan Taşıtlar için Düzenlemeler
1970
1974
1977
1978
1983
1988
1991
1993
1994
ECE R.15
15.01
15.02
15.03
15.04
15.05
ECER83*
ECE R83 Euro 96
EEC 70/220
74/290
77/102
78/665
83/351
88/76
91/441
93/59
94/12**
ECE (Avrupa Ekonomik Komisyonu -AEK) düzenlemeleri
EEC veya1994 ten sonra EC ( Avrupa Ekonomik Topluluğu - AT) düzenlemeleri
*Euro93
Bu düzenlemelerle belirlenmiş sınır değerler Ek 1 de verilmektedir. ECE R.15.04'ü, ECE
R.15.05 ve Euro 93 (EEC 91/441) Regülasyonlan sınırları daha daraltarak takip etmiştir. 1993
ve 1994 te yayınlanan EEC Direktiflerinde ise bu sınır değerler daha da aşağıya çekilmiştir.
ECE R.15.05 ve sonraki düzenlemelerde verilen sınır değerler ancak katalitik konvertör kullanılarak sağlanabilmektedir. 1984 tarihli TS 4236 ve TS 5648 sayılı Türk Standartları ECE R.
15.04 regülasyonu ile aynı hükümleri taşımaktadır (1).
Tablo 9. Azami Yüklü Ağırlığı (AYA) > 3.5 ton Olan Taşıtlar için Sınır Değerler (gr/kvvh)
ECE Reg. Nr
CO
HC
NOx
Partikül
EEC 88/77
ECE 49.01
11.2
2.4
14.4
-
EEC 91/542 A E-1
ECE 49.02
4.5
1.1
8.0
0.36
EEC 91/542 B E-2
ECE 49.02
4.0
1.1
7.0
0.15
2.0
0.6
5
0.1
EURO 3
Bütün ülkeler için ECE 49 test prosedürü geçerlidir.
4.4.2. Egzoz emisyonlarının ölçümü
Egzoz emisyonlarının denetimi Avrupa Topluluğu ülkelerinde kendi sanayilerindeki uyum
süresini göz önünde bulundurarak, belirli bir program ile aşamalı olarak uygulamaya alınmıştır. Belirli bir yılda yayınlanmış olan düzenlemelere geçiş zamanı her ülkenin kendi koşullarına bağlı olarak farklılık göstermektedir. Motorlu araçların oluşturduğu emisyon ölçümü, yeni
üretilen araçta ve trafikte olmak üzere iki aşamada uygulanmaktadır.
- Üretilmek üzere hazırlanan yeni bir motorlu araçta emisyon ölçümü, aracın dahil olduğu
sınıfa uygulanan düzenlemelerin sınır değerlerine göre yapılır. Ölçüm sonuçları olumlu ise tip
209
II. ULAŞIM VE TRAFİK KONGRESİ - SERGİSİ
onayı verilir ve aracın seri üretimine geçilir.
- Trafikteki benzinli araçlarda egzoz emisyonu denetimi CO, HC ve CO miktarını belirlemek
için muayene istasyonlarında, Valiliklere bağlı Çevre Vakıflarında, bazı illerde TSE ve Makine Mühendisleri Odalarının kurduğu ölçüm istasyonlarında yapılmaktadır. Ülkemizde 1994 Nisanda hazırlanan, trafikteki taşıtların egzoz emisyon sınır değerlerinin verildiği standartlarda
benzinli motorun CO emisyon sınır değeri 1.10.1975 ten önce imal edilmiş olan araçlar için
rölantide hacimsel olarak % 6, 1.10.1975 -1.10.1986 tarihleri arasında imal edilen araçlarda
% 4.5 ve 1.10.1986 dan sonra imal edilen araçlarda ise % 3.5 olarak verilmiştir. Dizel motorlu araçlarda ise, doğal emişli motorlarda 2.5 m-1, turboşarjlı motorlarda 3.5 m-1 duman geçirgenliği limiti uygulanmaktadır.
Avrupa Birliği ile Türkiye arasındaki yakınlaşmaya bağh olarak, AB Teknik Mevzuatına
uyum ile ilgili hükümler çerçevesinde Türkiye'nin 5 yıl içinde bazı düzenlemelere gitmesi gerekli görülmüştür. Bu düzenlemeler için ECE (Avrupa Ekonomik Komisyonu -AEK) düzenlemeleri (regülasyonları) esas alınmaktadır. Türkiye'de AEK Antlaşmasına taraf olunması ve
ayrıca AB ile başlatılan Gümrük Birliği sonucu motorlu taşıtlarda uluslar arası teknik mevzuata uyum zorunludur. Uyum ile ilgili uygulama, usul ve esasları belirleyen bir yönetmelik Sanayi ve Ticaret Bakanlığı tarafından yayınlanmıştır. (R.G 11.01. 1997/22874). Buna ilişkin işlemleri yürütmek üzere kamu ve ilgili sanayiden seçilen 7 üyeli Motorlu Araçlar Teknik Komitesi (MARTEK) kurulmuştur. Komiteye bağlı olarak AB ve AEK 'undaki ilgili komiteler paralelinde çalışmak üzere Teknik Alt Komiteler kurularak göreve başlamıştır. Buna bağlı olarak
ulaştırma sektörü tarafından 1996-2001 yıllarını kapsayan 5 yıllık dönem için bir Teknik Mevzuat Uyum Programı hazırlanmıştır. Bu program çerçevesinde ilgili teknik rrıevzuat TSE tarafından Türk mevzuatı haline dönüştürülmektedir. Kurulan Teknik Alt Komitelerde yer alan kamu, üniversite ve sektör temsilcileri uyum sağlamaya yönelik çalışmalarını sürdürmektedir.
5. SONUÇLAR
Çalışmada, kara ulaşımında kullanılan motorlu taşıtların meydana getirdiği kirletici madde
türleri ve miktarları çok yönlü olarak incelendikten sonra bunların azaltılmasına yönelik önlemler üzerinde durulmaktadır. Bunlar; enerji tüketimini azaltma çalışmaları, hava kirliliğini en
aza indirmek için taşıtlarda uygulanan teknolojik yenilikler, trafik ve çevreye ait düzenlemeler
ve yasal düzenlemeler olmak üzere başlıca 4 grupta incelenmektedir. Bu düzenlemeler çerçevesinde Türkiye 'nin durumu ortaya konmaktadır.
KAYNAKLAR
1.
2.
3.
4.
HAHN, J.,(1989)'Schadstoffmindemde Massnahmen an den Dieselmotoren von Şchinenfahrzeugen'.ETR 38,
OSD,(1997), 'Çevre ve Otomotiv Sanayi,
RURAC, D.G., Roxin I, Cretu, I., (1987), 'Der ökologische Faktor in der Berechnung der gesamtwirtschaftlichen Kosten von Schienen Strassen und Schiffsverkehr', Schienen der Welt.
SCHWANHAUSSER, W.,(1986), 'Spezifischer Energieeinsatz im Verkehr Ermittlung und Vergleich der Spezifischen Energieverbrauche', Tech. Hoch. Aachen,
Tübitak-TTGV,{1998), 'Enerji Teknolojileri Politikası Çalışma Grubu Raporu, Ankara
210
II. ULAŞIM VE TRAFİK KONGRESİ - SERGİSİ
EK 1. Benzinli ve Dizel Motorlu Binek ve Hafif Ticari Araçlar İçin Uygulanan EEC Direktifleri
AÇIKLAMALAR
Referans kütlesi 2500 kg'ın atında, 6 koltuğa kadar MI sınıfı binek araçları (arazi araçlarını içermez)
Azami yüklü ağırlığı 2,5 tonun üzerindeki N1 ve M2 sınıfı hafif ticari araçlar ( 6 koltuğa kadar olan arazi araçları da içerir )
Referans kütlesi 2500 kg'ın altında, 6 koltuğa kadar M1 Sınıfı binek araçları ( Arazi araçlarını da içeririr)
Azami yüklü ağırlığı 2,5 tonun üzerindeki hafif ticari araçlar ve 6 koltuktan fazla binek araçları
N 1 . N2 ve M2 ( Referans kütlesi 2.840 kg'a kadar)
Not: 7-9 koltuk arası, azami yüklü ağırlığı 3,5 tonu geçen M1 sınıfı araçlar EEC 91/542 'yi sağlamaları gereklidir.
211