Biokütle (Biyo-Yakıt) Enerjisi Kavramı

Biokütle, yeşil bitkilerin güneş enerjisini fotosentez yolu ile kimyasal enerjiye dönüştü-rerek, depolaması sonucu meydana gelen ve canlı organizmaların kökeni olarak ortaya çıkan organik madde kaynakları olarak tanımlanmaktadır (Koçer ve Ünlü, 2007: 175). Yani doğada her gün karşımıza çıkan ölü veya canlı bitkilerin yapmış oldukları fotosentez neticesinde, bitkilerin içinde bulunan karbonların yakılmasıyla ortaya çıkan bir enerji tü-rüdür. Bitikler fotosentez yaparak atmosferde bulunan karbondioksiti absorbe ederler. Bitkilerin yakılarak içlerindeki enerjiyi kullanırken ortaya çıkardığı karbondioksit ise; za-ten atmosferden alınmış olduğu için sera gazı etkisine sebep olmamaktadır. Bu sebeple fosil yakıtlara kıyasla oldukça çevrecidir. Bitkilerin toprak altında milyonlarca yıl kalma-sıyla oluşan fosil yakıtlar, aslında yukarıda tanımlanan Biokütle ile aynı özellikleri taşı-malarına karşın yer altındaki sıcaklık ve basınçla değişime uğradıklarından, yakıldıkla-rında havaya birçok zararlı madde salgılamaktadırlar. Ayrıca, milyonlarca yılda oluşan bu birikimin kısa süre içinde yakılması havada ki karbondioksit dengesinin bozulmasına yol açar ve bu da küresel ısınmaya neden olur (ETKB,2016).

Ancak biokütle kapsamına giren ürünlerden bir tanesi de yeşil bitkilerdir. Hala canlı olan yeşil bitkilerin biokütle olarak işlem görmesi çevreci ikincil bir sorunu da beraberinde getirmektedir. Bir ağacın yetişmesi uzun yıllar almaktadır. Bu sebeple her ağacı Yenile-nebilir Enerji kaynağı olarak görmek doğru bir düşünce olmayacaktır. Zira o ağacı ken-disine ev edinmiş birçok canlıyı ve o ağacın yetişmesi için gereken uzun yılları unutmak doğru olmayacaktır.

2.2.3.2. Üretim Teknikleri

Uzun yıllardır hayvansal gübrelerin samanla karıştırılarak kurutulmasıyla elde edilen te-zek, köylerde yakıt olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte hayvansal gübrenin oksijen-siz ortamda fermante geçirmesi ile elde edilen biyogaz da dünyada uzun süredir kullanılan Biokütle enerjilerine örnek gösterilebilir (Koçer ve Ünlü, 2007: 176). Aynı şekilde şehir ve endüstriyel atıklar da hava akışının olmadığı ortamlarda depolanarak metan gazı elde

45

edilmektedir. Bu gaza biyo-gaz ismi verilmektedir. İnsanların günlük çöplerindeki orga-nik atık miktarını düşündüğümüzde bu yol ile yüksek oranlarda metan gazı elde etmek mümkündür.

Biyo yakıtlar içerisine alternatif fosil kaynaklı yakıtlar da karıştırılarak yüksek perfor-mans alınmasını mümkün kılan bir dizi işlem de söz konusudur. Biokütleler birbirinden çok farklı şekillerde enerjiye dönüştürülebilmektedir. Bunlar (EIE, 2015);

 Doğrudan Yakma

Biokütlenin doğrudan yakılarak enerji üretilmesi, bilinen en eski yöntem olmasına karşın, son yıllarda verimi yükseltmek için yeni yakma sistemleri geliştirilmekte-dir.

Yanma, Biokütle içindeki yanabilir maddelerin oksijenle hızlı kimyasal tepkimesi olarak tanımlanır. Bu ısı veren bir tepkimedir ve kimyasal tepkime sonucu ortaya çıkan atık maddeler karbondioksit, su buharı ve bazı metal oksitlerdir.

 Havasız Çürütme

Havasız çürütme biyolojik bir işlem olup, oksijensiz ortamda yaşayabilen mikro-organizmalar tarafından yapılır ve “organik madde + bakteri + su = metan + kar-bondioksit + hidrojen, kükürt + kararlı, gübre + bakteri” olarak ifade edilir. Bu işlem ancak tümüyle oksijensiz bir ortamda gerçekleşebilir. Bilindiği gibi bio-kütle, mikroorganizmalar yardımıyla, oksijensiz ortamda fermantasyona uğraya-rak, geride değerli bir gübre, metan gazı ve karbondioksit bırakmaktadır.

 Fermantasyon

Biokütlede, bilindiği üzere değişik oranlarda, hemiselüloz ve lignin bulunmakta-dır. Selüloz enzimatik hidrolizin arkasından uygulanan, kimyasal hidroliz, enzim-ler veya kimyasal işlemenzim-ler ile glikozla parçalanabilir. Kimyasal hidroliz şartları bazen glikozu bozabildiği için, bu işlemin son derece dikkatle yapılması gerek-mektedir. Glikozun fermantasyonu ile etanol, aseton, bütanol ve ham petrol ürün-lerinden elde edilen ürünlere eş değer birçok kimyasal ürün elde edilebilir.

46  Piroliz

Piroliz, biokütleden gaz elde etmek için kullanılan en eski ve basit yöntem olup,

oksijensiz ortamda odunun 900^oC‘ye kadar ısıtılması ile oluşan kimyasal ve

fizik-sel olaylar dizisi olarak tanımlanır. Piroliz sonucu gazlar, katran, organik bileşik-ler, su ve odun kömürü gibi maddeler elde edilir.

 Gazlaştırma

Gazlaştırma, karbon içeren biokütle gibi katıların yüksek sıcaklıkta bozulması ile yanabilir gaz elde etme işlemidir. Bu işlem sırasında denetimli bir şekilde yakıt hücresine verilen hava ile biokütle yakılır ve çıkan ürünler arasında hidrojen, me-tan gibi yanabilir gazların yanı sıra karbonmonoksit, karbondioksit ve azot bulu-nur.

 Biyofotoliz

Biyofotoliz, bazı mikroskobik alglerden güneş enerjisi yardımıyla hidrojen ve ok-sijen elde edilme işlemidir. Deniz suyu içindeki bu algler bir tür güneş pili gibi çalışarak deniz suyunu fotosentetik olarak ayrıştırmaktadır.

Tablo 9

Biokütle Kaynaklarında Kullanılan Çevrim Teknikleri, Elde Edilen Yakıtlar ve Uygulama Alanları

Biokütle Çevirim Yöntemi Yakıtlar Kullanım Alanları Orman Atıkları Havasız Çürütme Biyogaz Elektrik Üretimi

Tarım Atıkları Piroliz Etanol Isınma

Enerji Bitkileri Doğrudan Yakma Hidrojen Su Isıtma Hayvansal Atıklar Fermantasyon Metan Otomobiller

Organik Çöpler Gazlaştırma Metanol Uçaklar

Algler Hidroliz Sentetik Yağ Roketler

Enerji Ormanları Biyofotoliz Dizel Ürün Kurutma

Kaynak: Koçer ve Ünlü, 2007.

Tablo 9’da Biokütlelerin kaynakları, çevrim türleri ve kullanım alanlarına ilişkin veriler aktarılmaktadır.

47 2.2.3.3. Türkiye’deki Mevcut Üretim Durumu

Enerji ve Tabi Kaynaklar Bakanlığı’na bağlı, Yenilenebilir Enerji Genel Müdürlüğü, Tür-kiye’nin çok detaylı bir biokütle atlasını yayımlamaktadır. Aşağıdaki görselde bu atlastan alından, Türkiye’de mevcut biokütle potansiyeline dair detaylı veriler paylaşılmıştır.

Tablo 10

Türkiye Biokütle Verileri

*TEP: Ton eş değerliğinde petrol Kaynak: YEGEM, 2016.

Yukarıdaki verileri incelediğimizde yoğun miktarda bir biokütleye sahip olduğumuz; an-cak bu atıkların işlenmesinde çok çok gerilerde kaldığımızı görmek mümkün. Bu alana

48

yapılacak yatırımların başa-baş noktası kısa sürede karşılanabilecek durumdadır; zira enerji üretmek için kullanılan ana madde atıklar olduğu için, hammadde maliyetinin ol-dukça düşük olduğunu ifade etmek gerekir.

Şekil 12: Türkiye de Üretilen Biyo-Kütle Enerjisinin Kaynakları Kaynak: yegm.gov.tr ,2015.

Türkiye’de üretilen biokütle kaynaklı enerjinin üretim türlerine göre dağılımı da yukarı-daki gibidir. Genel bir yorum ile değerlendirecek olursak, Türkiye hem doğal kaynaklar hem de biyolojik atık miktarı olarak biokütle kaynaklı enerji üretimine oldukça elverişli-dir; ancak var olan potansiyelin çok büyük kısmı kullanılmadan, sadece atık olarak yok edilmektedir. 2023 hedefleri kapsamında, Yenilenebilir Enerji yatırımları başlığında ya-pılacak yatırımlar neticesinde bu potansiyelden yararlanılma miktarının da yükseleceği beklenmektedir.