Merit Ltd - Yenilenebilir Enerji Biokütle ve Biogaz

Biyokütle bitki ve hayvan artıklarından elde edilen bir çeşit yakıt olup, tükenmeye başlayan fosil yakıtlar yerine kullanılabilir.

Ağaçlardan elde edilen odun biyokütlenin en bilinenidir. Fotosentez aracılığı ile bitkiler güneş enerjisini havadan aldıkları karbondiyoksit ve topraktan aldıkları su + mineralleri birleştirerek bitki hücrelerine dönüştürür. Yakıldığı zaman odun, içinde hapsettiği güneş enerjisini dışarıya ısı ve ışık olarak verir.

Odun biyokütle için sadece bir örnektir. Pirinç çeltiği, mısır koçanı, hayvansal atıklar, fıstık-fındık kabukları ve diğer organik artıklar enerji kaynağı olarak kullanılmaktadır. Kömür, petrol ve doğalgaz eski çağlardan günümüze kalmış biyokütlelerdir. Ancak bunlar yenilenebilir değildir ve hızla tükenmektedirler.

Kullanımları sırasında çevreye yaptığı etkiler açısından da biyokütleler ve fosil yakıtlar farklıdır. Bitkiler çürüdüğünde, kimyasalların çoğu atmosfere yayılır. Ancak, fosil yakıtlar yer altında, havasız ortamda oluştuğundan çıkarılıp yakana kadar atmosferi etkilemezler. Çevreye yaptığı bu olumsuz etkilerden dolayı fosil yakıtlar yerine biyokütle ve diğer yenilenebilir enerji kaynakları kullanımı yaygınlaşmalıdır.

Evlerde yakılan odun evinizi ısıtacaktır. Bu biyokütle kullanımına en basit örnektir. Son dönemlerde biyokütle anlamında çok yeni yakıtlar türetilmiştir. Sıkıştırılmış talaş, fındık-fıstık-ceviz kabukları, bitki lifleri ve artıklarının kullanımı bunlara örnektir.

Uzun süredir, özellikle endüstride, biyokütle artıklar (özellikle ağaç-odun artıkları) çürütülmek veya yakılmak suretiyle buhar, ısı veya gaz elde edilmektedir.Biyokütle artıkların, çöp toplama alanlarıve/veya özel hazırlanmış havuzlarda bekletildiğinde metan gazı üretimi ürettiği gözlenmiştir. Meten gazı doğal gaza çok yakın, yanıcı bir gaz olup; bu gazın biriktirilip yakılması sonucu enerji üretimi sağlanmaktadır. Son yıllarda bu sürecin hızlanarak daha fazla metan gazı üretilmesi amacıyla çok ciddi çalışmalar yürütülmektedir.

Ayrıca, Biyogaz'ın hayvansal atıklardan üretimi konusunda tüm dünyada ciddi çalışmalar yapılmaktadır. Hayvansal ve bitkisel organik atık/artık maddeler, çoğunluklaya doğrudan doğruya yakılmakta veya tarım topraklarına gübre olarak verilmektedir. Bu tür atıkların özellikle yakılarak ısı üretiminde kullanılması daha yaygın olarak görülmektedir.Bu şekilde istenilen özellikte ısı üretilemediği gibi, ısı üretiminden sonra atıkların gübre olarak kullanılması da mümkün olmamaktadır. Biyogaz teknolojisi ise organik kökenli atık/artık maddelerden hem enerji elde edilmesine hem de atıkların toprağa kazandırılmasına imkan vermektedir.

Genel Olarak Biyogaz;
o Ucuz - çevre dostu bir enerji ve gübre kaynağıdır.
o Atık geri kazanımı sağlar.
o Biyogaz üretimi sonucu hayvan gübresinde bulunabilecek
yabancı ot tohumları çimlenme özelliğini kaybeder.
o Biyogaz üretimi sonucunda hayvan gübresinin kokusu
hissedilmeyecek ölçüde yok olmaktadır.
o Hayvan gübrelerinden kaynaklanan insan sağlığını ve
yeraltı sularını tehdit eden hastalık etmenlerinin büyük oranda
etkinliğinin kaybolmasını sağlamaktadır.
o Biyogaz üretiminden sonra atıklar yok olmamakta üstelik çok
daha değerli bir organik gübre haline dönüşmektedir.

Türkiye'nin hayvansal atık potansiyeli ile çalışmalar da hızla sürmektedir(*).

Biyokütleler, bazı işletmelerde sıvı alkole (Etanol) dönüştürülmektedir. Etanol biyokütlelerden elde edilen yanıcı, sıvı bir alkoldür. Arabalarda kullandığımız benzinlerin içinde çok az miktarda etanol mevcuttur. % 10 oranında etanolün mevcut araç benzinlerine katılması durumunda daha iyi bir performans ve daha az hava kirliliği sağlanmaktadır. Etanol genelde mısırdan elde edilmekle birlikte son yıllarda şeker kamışından da elde edilebilmektedir. E-85 adı verilen yakıt (%85 etanol + %15 benzin) kullanmak üzere üretilen araba motorlarının üretimi hızla artmaktadır. Ayrıca dizel motorlarda yapılacak ufak bazı değişikliklerle değişik bitki yağları ve artıklarından (soya küspesi) elde edilen özel dizel (Biyodizel) yakıt kullanılabilmektedir.

(*)Türkiye'nin Hayvansal Atık Potansiyeline Karşılık Gelen Üretilebilecek Biyogaz Miktarı ve Taşkömürü Eşdeğeri (**)

Hayvan Cinsi	Hayvan Sayısı (Adet)	Yaş Gübre Miktarı (Ton/Yıl)	Biyogaz Miktarı (M³/Yıl)	Taş Kömürü Eşdeğeri (Ton/Yıl)
Sığır	11054000	40347100	994860000	710613
Koyun-Keçi	38030000	26621000	1901500000	1358215
Tavuk-Hindi	243510453	5357207	487020906	347871
Toplam	292594453	72325307	1672030906	2416699

TOPLAM BİYOGAZ MİKTARI: 1,67 milyar m³/yıl
(**) Fermantör içi sıcaklığın 18 °C olması durumunda

Optimum fermantör sıcaklığında çalışılması durumunda bu potansiyelin 2,2-3,3 milyar m³/yıl arasında olması teorik olarak mümkün görünmektedir.

HAYVANSAL KAYNAKLARDAN ELDE EDİLEBİLECEK ORTALAMA
GÜBRE VE BİYOGAZ MİKTARLARI

Hayvan ağırlığı bazında üretilebilecek günlük ve yıllık yaş gübre miktarları aşağıda verilmiştir;

-Büyükbaş hayvan canlı ağırlığın % 5-6'sı kg-yaş gübre/gün
-Koyun-Keçi canlı ağırlığının % 4-5'sı kg-yaş gübre/gün
-Tavuk canlı ağırlığının % 3-4'sı kg-yaş gübre/gün

Diğer bir yaklaşımla;

-1 adet büyükbaş hayvan 3,6 ton/yıl yaş gübre
-1 adet küçükbaş hayvan 0,7 ton/yıl yaş gübre
-1 adet kümes hayvanı 0,022 ton/yıl yaş gübre
dir.

Bu değerlerden yola çıkarak;

-1 ton sığır gübresi 33 m³/yıl biyogaz
-1 ton kümes hayvanı gübresi 78 m³/yıl biyogaz
-1 ton koyun gübresi 58 m³/yıl biyogaz
üretilebilir.