Biyokütle Enerjisi Nedir? Çeşitleri Nelerdir? Biyokütle Enerjisinin Kullanım Alanları

Son yıllarda çöpten elektrik üretimi için biyokütle enerjisi çalışmaları oldukça hız kazanmış durumda. Birçok firma biyokütle enerjisi için yatırımlarını artırmış durumda özellikle ileriki yıllarda biyokütle enerjisi artması etkin bir enerji üretimi ile beraber ayrıca çevre bölgeye de kazanç sağlayacak önemli bir potansiyel teşkil etmektedir.

Biyokütle, bitki ve hayvanlardan elde edilen yenilenebilir organik maddelerden üretilen bir yakıt türüdür. Biyokütle enerjisiyle biyogaz, etanol, hidrojen, metan, metanol ve motorin gibi yakıtlar elde edilir. Biyokütle enerjisi, birçok ülkede, özellikle gelişmekte olan ülkelerde yemek pişirme ve ısınma için önemli bir yakıt olmaya devam ediyor.

Yaşam döngüsü boyunca, ağaçlar ve bitkiler gibi organik maddeler, fotosentez adı verilen bir süreçte güneşten enerji toplar. Biyokütle olarak adlandırılan organik madde ayrıştığında veya yakıldığında, depolanan enerji biyokütle enerjisi olarak salınır. Biyokütle yakıtlarının ulaşım ve elektrik üretimi için kullanımı, fosil yakıt kullanımından kaynaklanan karbondioksit emisyonlarını önlemenin bir yolu olarak birçok gelişmiş ülkede artmaktadır.

Biyokütle, mevcut tüm bitki ve organik maddeler, biyokütle , enerji üretmek için kullanılabilir . Yakacak odun, şeker kamışı küspesi, talaşlar, tarımsal kalıntılar, algler, yiyecek artıkları ve hatta ayrışmadan sonra enerji üretmek için kullanılan gazları üreten hayvan dışkısı

Türkiyedeki bazı biyokütle tesisleri (BİOTREND)

• İzmir- Bergama Çöp gaz elektrik üretimi
• Aydın-Çine Biyokütle elektrik üretim tesisi
• Malatya 2 çöp gaz elektrik üretim tesisi
• Aksaray çöp gaz elektrik üretim tesisi

Biyokütle Enerjisi Çeşitleri

Ağaç ve Bitki Atıkları

İster endüstriyel üretim ister ortalama bir ev tarafından üretilsin, biyokütle enerjisinden yararlanmak için herhangi bir bitki veya odun atığı yakılabilir.

Ağaçlardan ve bitkilerden kaynaklanan bazı yaygın atıklar şunları içerir:

• Odun peletleri, odun yongaları ve yakacak odunlar
• Kereste ve talaş
• Kağıt fabrikalarından çıkan siyah likör ve kâğıt hamuru
• Ölü yapraklar ve bahçe küpürleri

Ekinler

Tarım ürünleri ve çiftlik atıkları ya yakılabilir ya da biyokütle enerjisini açığa çıkararak ayrışmasına izin verilebilir.

En yaygın mahsul atığı şunlardan gelir:

• Mısır
• Soya fasulyesi
• Şeker kamışı
• Şalt otu
• Odunsu bitkiler
• Yosun
• Mahsul ve gıda işleme artıkları

Katı Atık

İnsan faaliyetlerinden kaynaklanan herhangi bir organik atık, biyokütle enerjisinden elektrik üretmek için yakılabilir veya ayrıştırılabilir.

Katı atık şunları içerebilir:

• Kağıt ve karton
• Pamuk ve yün gibi tekstiller
• Yemek atıkları
• Kauçuk ve deri

Çöp Gazı ve Biyogaz

Organik atık, hem sığır çiftliklerinden hem de çöplüklerden günlük olarak üretilir. Bu da biyokütle enerjisini serbest bırakmak için ateşlenen metan gazını ayrıştırır ve serbest bırakır.

En büyük metan gazı kaynakları şunlardır:

• Atıkları yiyip metana dönüştüren bakterilerle dolu büyük tanklarda toplanan hayvan atıkları
• Büyük ölçüde metan olan çöp gazı, bir çöp sahası kapatılarak ve gazı toplayan atıklardan borular geçirilerek toplanır.

Kendi kendine ayrışmaya bırakılırsa, çöplük ve hayvan atıkları metanını atmosfere salacaktır. Metan, karbondioksitten 25 kat daha fazla ısı yakalama kabiliyetine sahip güçlü bir sera gazı olduğundan, atmosfere kaçmaya bırakıldığında iklim değişikliğine neden olan ikinci gazdır. Bu nedenle, biyokütle enerji kaynağı olarak kullanmak üzere metanı yakalayarak, iklim değişikliğinin etkilerini yardımcı olabiliriz.

Biyokütlenin Enerjiye Dönüştürülmesi

Biyokütle, aşağıdakiler de dâhil olmak üzere çeşitli işlemler yoluyla enerjiye dönüştürülür:

• Isı üretmek için doğrudan yanma (yakma)
• Katı, gaz ve sıvı yakıtlar üretmek için termokimyasal dönüşüm
• Sıvı yakıt üretmek için kimyasal dönüşüm
• Sıvı ve gaz yakıtlar üretmek için biyolojik dönüşüm

Biyokütleyi enerjiye dönüştürmek için en yaygın yöntem doğrudan yakmadır. Tüm biyokütle, binaları ve suyu ısıtmak, endüstriyel proses ısı elde etmek ve buhar türbinlerinde elektrik üretmek için doğrudan yakılabilir.

Biyokütlenin termokimyasal dönüşümü, piroliz ve gazlaştırmayı içerir. Her ikisi de, biyokütle besleme stoğu malzemelerinin, gazlaştırıcılar olarak adlandırılan, kapalı basınçlı kaplarda yüksek sıcaklıklarda ısıtılarak gerçekleştirilen termal ayrıştırma işlemleridir. Dönüştürme işlemleri incelediğinde, mevcut olan işlem sıcaklıkları ve oksijen miktarı bakımından farklılık gösterdikleri görülür.

• Piroliz: Organik maddelerin neredeyse tamamen serbest oksijen yokluğunda 800–900^oF (400–500^o C) sıcaklığa ısıtılmasını gerektirir. Biyokütle pirolizi, odun kömürü, biyo-yağ, yenilenebilir dizel, metan ve hidrojen gibi yakıtlar üretir.
• Hidro –işlem: Yenilenebilir dizel, yenilenebilir benzin ve yenilenebilir jet yakıtı üretmek için bir katalizör varlığında yüksek sıcaklıklar ve basınçlar altında hidrojen ile biyo-yağı işlemek için kullanılır.
• Gazlaştırma: Sentez gazı veya singaz olarak adlandırılan karbon monoksit ve hidrojen açısından zengin bir gaz üretmek için kontrollü miktarlarda serbest oksijen ve/veya buhar enjeksiyonları ile organik maddelerin 1.400–1700^o F (800–900^oC) sıcaklığa kadar ısıtılmasını gerektirir. Singaz, dizel motorlar için yakıt olarak, ısıtma için ve gaz türbinlerinde elektrik üretmek için kullanılabilir. Hidrojeni gazdan ayırmak için işlenebilir, veya yakıt hücrelerinde kullanılabilir. Sentez gazı, Fischer-Tropsch işlemi kullanılarak sıvı yakıt üretmek için daha fazla işlenebilir.

Bitkisel yağları, hayvansal yağları ve gresleri biyodizel üretmek için kullanılan yağ asidi metil esterlerine (FAME) dönüştürmek için transesterifikasyon olarak bilinen bir kimyasal dönüştürme işlemi kullanılır.

Biyokütle Enerjisinin Kullanım Alanları

Biyokütle enerjisinin kullanım alanlarının başında, enerji elde etme ve ısınma amaçlı kullanım geliyor. Biyokütle enerjisinin kullanım alanlarının diğerlerine göz atalım.

• Biyolojik dönüşüm, biyokütleyi etanole dönüştürmek için fermantasyon ve yenilenebilir doğal gaz üretmek için anaerobik sindirimi içerir.
• Etanol araç yakıtı olarak kullanılır.
• Biyogaz ve biyometan olarak da adlandırılan yenilenebilir doğal gaz, kanalizasyon arıtma tesislerinde, süt ve hayvancılık işletmelerinde anaerobik çürütücülerde üretilir.
• Uygun şekilde işlenmiş yenilenebilir doğal gaz, fosil yakıtlı doğal gazla aynı kullanımlara sahiptir.

Araştırmacılar, bu yöntemleri iyileştirmenin ve enerji için daha fazla biyokütleyi dönüştürmek ve kullanmak için başka yollar geliştirmek için çalışıyorlar.

Biyokütle Enerjisinin Faydaları

Organik madde nispeten kısa sürede değiştirilebildiğinden, biyokütle yenilenebilir bir enerji kaynağı olarak kabul edilir. Aynı zamanda çok yaygın olarak kullanılan bir çeşididir. Örneğin, şöminede odun yaktıysanız veya yemek pişirmek için kömür ızgarası kullandıysanız, biyokütle enerjisi kullandınız.

1800’lerin ortalarından önce, biyokütle ABD enerji tüketiminin en büyük kaynağıydı. Diğer ülkelerde biyokütle, yemek pişirmek ve ısıtmak için hala önemli bir yakıttır. Ülkeler yenilenebilir enerjiyi fosil yakıtların yakılmasından kaynaklanan karbondioksit (CO² ) emisyonlarından kaçınmanın bir yolu olarak gördükçe, biyokütle bir kez daha önemli bir enerji kaynağı haline geliyor. 2020’de biyokütle, ABD’deki toplam birincil enerji kullanımının yaklaşık %5’ini sağladı.

Biyokütle enerjisinin faydalarını bir de maddeler halinde inceleyelim.

• Biyokütle birçok biçimde yaygın olarak bulunur.
• Biyokütle enerjisinin üretilmesi fosil yakıtlardan daha ucuzdur.
• Biyokütleyi bir enerji kaynağı olarak kullanmak, çöplüklerdeki çöpleri azaltır.
• Biyokütle yalnızca yakaladığı CO²‘yi saldığı için %100 karbon nötrdür.
• Biyokütle enerjisi, iklim değişikliğinin etkilerini azaltmaya yardımcı olur.