Artan dünya nüfusu enerji tüketimini her geçen gün daha da arttırmaktadır. Bu tüketim yenilenebilir ve yenilenemez enerji kaynakları olarak ikiye ayrılmaktadır. Yenilenemez enerji kaynakları kömür, petrol, doğal gaz gibi kaynaklardan meydana gelirken yenilenebilir enerji kaynakları ise jeotermal, güneş, rüzgar gibi kaynaklardan meydana gelmektedir. Biyoenerji de yenilenebilir enerji kaynakları arasındadır. Peki nedir biyoenerji?
BİYOENERJİ NEDİR?
Fotosentez yoluyla biyolojik ürün olarak tanımlanan biyokütle tarım, hayvansal, evsel ve orman atıklarından oluşan organik maddelerdir. Bu organik maddelerden oluşan enerjiye biyoenerji adı verilir. Biyokütle katı/sıvı/gaz hale getirilebilirken elektrik, yakıt ve ısı kaynağı olarak da kullanılabilir.
Biyoenerji çok eski zamanlardan beri yoğun olarak kullanılmaktadır. Orman kaynakları, hayvan gübresi yüzyıllar boyu ısınma ihtiyacını gidermek için kullanılageldi. Yüzyıllardır kullanılan bu yöntem şu anda sera gazlarını düşürmek için daha yoğun şekilde tercih edilmektedir. Uluslararası Yenilenebilir Enerji Ajansı (IEA) açıklamasına göre dünya enerji arzının %10’unu biyoenerji oluşturmaktadır.
Biyoenerji modern ve geleneksel metot olarak iki ana başlıkta incelenebilir. Geleneksel kullanım; odun, orman atıkları, hayvan gübresinin yakıt ve ısınma kaynağı olarak hayata katılmasını ifade eder. Modern teknolojiler ise küspe ve diğer bitkilerden meydana gelen sıvı biyoyakıtlar ya da biyo rafineriler ile üretilen biyogaz ve odun pelet sistemlerinden oluşmaktadır.
BİYOENERJİ KAYNAKLARI NELERDİR?
Biyoenerjinin açığa çıkması için kullanılan materyallere biyokütle denir. Bu biyokütle kaynakları hayvansal ve bitkisel olabileceği gibi şehir atıkları ve ormansal kaynaklardan da meydana gelmektedir.
Hayvansal biyokütle kaynakları;
- İşlenen hayvanların mezbaha atıkları
- Koyun, at, inek gibi hayvanların dışkısı, gübre
Bitkisel biyokütle kaynakları;
- Kanola, ayçiçeği gibi yağlı bitkiler
- Fasulye, bezelye gibi protein içerikli bitkiler
- Saman, dal gibi tarımsal atıklar
- Patates, buğday gibi şeker ve nişasta içeren ürünler
- Keten, miskantus gibi elyaf bitkiler
Ormandan elde edilen biyokütle kaynakları;
- Orman ve odun atıkları
Atıklardan elde edilen biyokütle kaynakları;
- Kağıt ve gıda sanayi atıkları
- Büyük sanayilerin atıkları
- Kanalizasyon çamurları
- Evsel ve sanayi atık suları
Biyodizel; hayvansal, evsel bitkisel ve restaurant yağlarından üretilen biyolojik kaynaklardan meydana gelmektedir.
Biyoetanol; şeker ve nişasta bileşenlerinin fermantasyonundan elde edilen yenilenebilir bir biyoyakıttır. Biyoetanol araçlarda kullanılabilir.
BİYOKÜTLE NEDİR?
Oksijen, hidrojen, azot, karbon ve az miktarda alkali metal içeren; bitki ve hayvan kaynaklı yenilenebilir fosilleşmiş organik maddedir. 2014 raporuna göre dünyadaki enerji kullanımının %10’u biyokütle enerjisinden elde edilir. Güneş ve fotosentez kaynaklı bir enerji maddesi olduğu için tükenmez bir enerji kaynağı halini alır.
BİYOGAZ NEDİR?
Biyogaz; hayvan ve gıda atıklarının anaerobik sistemle mikroorganizmalar tarafından parçalanmasıyla üretilir. Biyogaz esas olarak metan ve karbondioksitten oluşur. Hayvan dışkısı, çöpler/atıklar, kanalizasyon ve gıda atığı gibi pek çok kaynak biyogaza dönüştürülebilir. Elektrik, ısınma ve araç yakıtı üretimi şekillerinde kullanılabilir.
BİYOENERJİ NASIL ELDE EDİLİR?
Biyoenerji; çeşitli işlemlerden geçerek potansiyel enerjisini kaynak haline getirir. Fiziksel, kimyasal/termokimyasal işlemlerden geçerek enerji kullanımına uygun hale getirir.
Fiziksel işlemler; kurutma, öğütme, pelletleme ve briketleme işlemlerinden meydana gelmektedir. Biyokütlenin bozulmaması için güneş, sıcak hava ve vakumlama işlemiyle kurutulma işlemi uygulanır. Belirsiz boyutta biyokütle parçalarının standarda uygun şekilde parçalanma işlemiyle öğütme tamamlanır. Tarımsal kaynakların ve orman kaynaklarının işlenmesinde ise pelletleme ve briketleme metotlarından faydalanılır. Yakıt olarak kullanılabilmesi için talaş haline getirilmesi gerekir ve bu şekilde depolamadan tasarruf ederken enerji yoğunluğu da arttırılır.
Kimyasal ve biyolojik işlemler; biyokütlenin oksijensiz ortamdaki fermantasyonu işlemine denir. Bu işlemler sonucunda biyogaz ve biyoetanol oluşur. Biyoetanol, şeker ve nişastanın dönüştürülmesi sonucunda meydana gelir. Biyogaz ise uygulanan kimyasal ve biyolojik işlemlerin sonucunda ortaya çıkar. Ayçiçek yağı, kanola yağı, soya yağı, hayvansal yağlar gibi maddelerin transesterifikasyon işlemi (esterin alkol ile tepkimeye girerek başka ester elde etme işlemi) biyodizel haline getirilir.
Termokimyasal işlemler; ısı ve elektrik enerjisi elde etmek için orman atıklarının yakılma işlemine denir. Bu yöntemde enerji düşük olduğu için tarım atıkları ya da ağaç kabukları tercih edilir. Bu üretim sırasında hidrotermal süreç, piroliz, yüksek basınç gibi termokimyasal işlemler uygulanabilir. Bu sayede yüksek saflıkta hidrojen elde edilebilir.
BİYOENERJİNİN FAYDALARI NELERDİR?
Biyoenerji, daha sürdürülebilir, ülkelerin birbirine bağımlılığını azaltan, ekonomik olarak daha refah bir ortam sunabilmesi açısından faydaları vardır. Bunlara ek olarak;
- Yeni istihdam oluşması
- Kırsal ekonomi canlandırması
- Petrole olan bağımlılığın düşmesi
- İklim değişikliğinin azaltılması
- Metan salınımının önlenmesi
- Kolay depolanabilir olması
- Temiz enerji kaynaklarının sürekli temini
- Karbon emisyonunun azaltılması
gibi hususlar çerçevesinde pek çok detayda insanlığa faydalı hizmet etmektedir.
BİYOENERJİ YENİLENEBİLİR Mİ?
Doğal, kentsel atıklar ve endüstri atıkları sayesinde kaynağı bitmeyen biyokütle enerjisi sürekli yenilenebilir.
BİYOENERJİ KULLANIMI ÇEVREYE ZARAR VERİR Mİ?
Şehir, sanayi atıkları ve hayvansal, bitkisel atıklar bilinçsiz bir şekilde yok edilmeye çalışıldığı takdirde karbon emisyonunu arttırıcı faktörlere neden olabilir. Bu yüzden biyoenerji tesislerinde canlılara zarar vermeyecek şekilde biyokütle fermantasyonu yapılarak havaya, toprağa karışabilir. Biyokütlenin enerjiye çevrildiği süreçte bunun kontrolsüz şekilde yok edilme ihtimaline karşın çevre için oldukça faydası vardır fakat biyokütle kullanımı kısa vadede küresel ısınmaya neden olmaktadır.
BİYOENERJİ NERELERDE KULLANILIR?
Öncelikle biyokütle enerjisi elektrik, ısı ve yakıt elde etmek için kullanılır. Ulaşım araçlarında yan edim olarak da kullanılma amacı taşır. Bu şekilde çeşitli üretim tesislerine farklı versiyonlarda enerji temini kaynağı olarak kullanılır. Kalan elektrik konut ve işyerlerine yönlendirilebilir.
BİYOENERJİ NASIL KULLANILIR?
Biyokütle enerjisi ile endüstrinin çeşitli merkezlerine aktarım yapılmaktadır. Bu sayede günlük hayatta pek çok kullanımı vardır. Kozmetikten temizlik ürünlerine ve gıda takviyelerine kadar geniş bir alanda kullanımı vardır.
