Biyokütle Enerjisi Nedir?

32

Biyokütle, yeşil bitkilerin güneş enerjisini fotosentez yolu ile kimyasal enerjiye dönüştürerek depolaması sonucu meydana gelen biyolojik kütle ve buna bağlı organik madde kaynakları olarak tanımlanmaktadır. Karbon içeren organik maddeler oksijenle reaksiyona girdiklerinde ısı açığa çıkartırlar. Şekilde doğal biyokütle çevrimi görülmektedir.

Organik madde ihtiva eden artıkların mikrobiyolojik yönden değerlendirilmesi hem çevre kirliliğine yol açmaması, hem de temiz enerji üretimi sağlaması bakımından önem taşımaktadır. Özellikle gelişmekte olan ülkelerde kullanımı en yaygın olan kaynak biyokütledir. Dünya enerji tüketiminin yaklaşık % 15’i, gelişmekte olan ülkelerde ise enerji tüketiminin yaklaşık %43’ü biyokütleden sağlanmaktadır. Biyokütle; her yerde yetiştirilebilmesi, çevre korunmasına katkısı, elektrik üretimi, kimyasal madde ve özellikle taşıtlar için yakıt olabilmesi nedeni ile stratejik bir enerji kaynağı olarak sayılmaktadır. Biyokütle kaynakları arasında yer alan odun, hayvan ve bitki artıkları ülkemizde uzun yıllardan beri (özellikle kırsal kesimdeki konutlarda) alan ısıtma ve yemek pişirme amaçlı olarak kullanılmaktadır. Bu geleneksel enerji kaynağı konutlardaki enerji tüketiminin % 40 kadarını oluşturmaktadır.

Biyokütle Kaynakları
Biyokütle kaynaklarını, karalardan denizlere kadar hemen her yerde bulmak olanaklıdır. Doğal olarak yetişen kaynakların yanı sıra, son yıllarda yalnız bu kaynağı elde etmeye yönelik çalışmalar da başlamıştır. Doğada var olan ormanlar, hayvan dışkıları ve bitki atıkları zaten uzun yıllardır, özellikle gelişmekte olan ülkelerin kullandığı temel biyokütle kaynaklarıdır.

Yeni-yenilenebilir enerji kaynakları içinde en büyük teknik potansiyele biyokütle sahiptir. Biyokütle enerji teknolojisi kapsamında; odun (enerji ormanları, ağaç artıkları), yağlı tohum bitkileri (ayçiçek, kolza, soya v.b), karbo-hidrat bitkileri (patates, buğday, mısır, pancar, v.b), elyaf bitkileri (keten , kenaf, kenevir, sorgum,vb.), bitkisel artıklar (dal, sap, saman, kök, kabuk v.b) değerlendirilmektedir.

Türkiye’de bu gün değerlendirilemeyen bir çok tarım atığı bulunmaktadır. Bunun başlıca nedenleri arasında, dağınık şekilde bulunan bu atıkların taşıma ve işçilik maliyetleri gelmektedir. Bunların yanında nispeten çorak arazilerde kurulacak enerji tarlalarından alınacak ürünle bunların birlikte değerlendirilmeleri maliyetleri düşürecektir Burada bazı biyokütle kaynakları üzerinde durulacaktır.

Yüksek Verimli Enerji Bitkileri
Son yıllarda, yüksek büyüme hızlarına sahip ve oldukça verimsiz topraklarda bile yetişebilen enerji bitkileri üzerine yapılan çalışmalar yoğunlaşmıştır. Bu bitkilerle, günümüzde enerji tarımı olarak da tanımlana bilen yeni bir tarım türü geliştirilmiştir. Bu tarımda kullanılan bitkilerin bazılarının tohumları artık genetik mühendisliği yardımıyla geliştirilmektedir. Bu bitkiler arasında şekerkamışı, mısır, şeker pancarı gibi iyi bilenen ürünler yanında, ülkemizde fazla tanınmayan Miscanthus, sorgum gibi bazı ürünler de bulunmaktadır. Bu bitkilerin özellikleri C4 tipi bitki gurubu olarak adlandırılmaktadır. C4 bitkilerinin genel özellikleri aşağıdaki şekilde verilebilir.
– Düşük karbondioksit derişimi ne gereksinim duyarlar,
– Yüksek sıcaklığa gereksinim duyarlar,
– Daha düşük oranda suya gereksinim duyarlar,
– Mevsimsel kuraklığa dayanıklıdırlar,
– Başlangıçta 4 karbon atomu içeren organik molekülleri bağlarlar,
– Işık şiddetini kullanma yetenekleri yüksektir.
Biyokütle ve türevi yakıtlardan enerji sağlanmasından en ümit verici bir uygulama şekli de elektrik üretmektir. Biyokütle yakılarak elde edilen elektrik üretimi maliyeti, C4 bitkileri ekiminden alınacak yüksek verim ile büyük miktarda azaltılabilir. C4 bitkileri arasında Avrupa topluluğu tarafından üzerinde önemle durulan tatlı sorgum bitkisi, ülkemizde de ilgi görmüş ve bu bitki üzerinde yapılan ön çalışmalardan oldukça önemli sonuçlar alınmıştır. Miscanthus ise, yine Türkiye de deneme amaçlı ekilerek üzerinde çalışma yapılan bir diğer enerji bitkisidir

Kısa Dönemli Enerji Ormanları
Var olan ormanların kesilerek odun olarak kullanması yerine söğüt, karakavak, okaliptüs, kavak ve yarı kurak alan bitkisi olarak da cynara gibi bazı hızlı büyüyen ağaçlar enerji amacıyla yetiştirilmektedir. Bu ağaçlar oldukça değişik iklim ve toprak koşullarında yetişebildiği gibi büyüme hızları da diğer ağaçlara göre 10-20 kat arasında değişmektedir. Günümüzde biyoteknolojik yöntemlerle enerji ağaçlarının büyüme hızları daha da artırılabilirler. Bu ağaçlar genelde her 5 yılda bir budanarak yeniden büyümeleri sağlanır ve hasat edilen dallar biyokütle kaynağı olarak kullanılır. Görüldüğü gibi, enerji ağaçları ile hem var olan ormanların korunması, hem de çevre kirliliğini azaltmak olanaklıdır.

Su Bitkisi
Yeşil ve mavi-yeşil algler gibi bir çok bitki çeşidi su içinde yine fotosentez yoluyla gelişebilmektedir. Azot, fosfor gibi bitki için besleyici olan maddelerin bol bulunduğu lağım arıtma tesislerinin havuzlarında, bazı alg çeşitleri son derece hızla büyümektedir. Havuzlarda yetiştirilen bu algler toplanarak metan gazı üretiminde kullanılmaktadır. Ayrıca, alglerden doğrudan hidrojen elde edilmesi yönünde, özellikle Japonya’da yoğun çalışma yapılmaktadır.

Hayvansal Atıklar:
Hayvansal gübrenin samanla karıştırılıp kurutulması suretiyle elde edilen tezeğin köylerde yakıt olarak kullanımı oldukça yaygındır. Hayvansal gübrenin oksijensiz ortamda fermantasyonu ile üretilen biogazın dünyada kullanımı da oldukça yaygındır. Herhangi bir atıktan metan meydana gelişi, bakteriler tarafından iki kademede gerçekleştirilir. Önce kompleks organikler, asit bakterileri tarafından uçucu yağlı asitlere dönüştürülür. Sonra üreyen asitler metan bakterileri tarafından metan haline getirilir. Elde edilen gaz % 55-70 metan, %30-45 karbondioksit, az miktarda hidrojen sülfür ve su bileşimine sahiptir. Biyogazın ısıl değeri, karışımdaki metan yüzdesine bağlı olarak 1900 ile 27500 kJ/m3 arasında değişmektedir.

Şehir ve Endüstri Atıkları:
Çöp depolama yerlerinde ve evsel atık su arıtma tesislerinde oluşan arıtma çamurları eğer önceden stabilize edilmemiş ve biyokimyasal aktiviteleri durdurulmamışsa aerobik organizmalar tarafından ayrıştırılarak metan gazına dönüştürülecektir. Metan gazı aynı zamanda sera etkisinin oluşmasında en az karbondioksit ve su buharı kadar etkili olduğundan oluşumu kontrol altına alınarak değerlendirme yoluna gidilmiştir. Bu amaçla çöp toplama alanında oluşan gazları toplayacak şekilde sondaj boruları belirli bir düzene göre yerleştirilerek oluşan gazlar toplanmaktadır. Çıkan gazlar arıtılarak gaz jeneratörüne gönderilmekte ve gaz jeneratöründe elektrik elde edilmektedir. Toplanan çöpün bileşimine bağlı olarak oluşan gaz içindeki bileşenler; metan % 35- 60, karbondioksit % 35-55, nitrojen % 0-20 arasında değişmektedir. Türkiye’nin ilk çöp gaz santralı AKSA jeneratör tarafında Bursa Demirtaş’ta kurulmuştur. Çöp ve katı maddelerin enerji elde etmenin diğer bir yolu ise piroliz ve yüksek sıcaklıklarda yakılmasıdır. Çöp ve katı atıkların uygun yakma tesislerinde havayla yakılması ile elde edilen enerji ısı enerjisinde veya elektrik üretiminde değerlendirilmektedir.

Kaynak:http://www.yildiz.edu.tr/~oscg/AlanegitimindeBitirmeProjeleri/YenilenebilirEnerjiler.pdf

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here