Biyogaz Teknolojisinin Avantaj ve Dezavantajları

44

Sığır atığında biyogaz verimi ortalama 0,2 m³/kg-UK iken domuz atığında bu değer yaklaşık 0,3–0,45 m³/kg-UK’dır. Bu fark domuz atığında, toplam katıda yağ oranının

% 7–12,3 sığır atığında % 3,5–7,5 civarında olmasından kaynaklanmaktadır (Boyd 2000).

Sığır atığındaki sorun, metanın bir kısmının hayvanın sindirim sistemi içerisinde dönüştürülmesi ve kg atık başına biyogaz eldesinin düşmesidir. Sığır atığı gibi geviş getiren hayvanların atıkları sindirim sistemindeki metan bakterileri tarafından dönüştürülemeyen maddeleri içerir. Bu nedenle biyogaz verimleri görece daha düşük olmaktadır. Geviş getiren hayvanların atığı, tavuk ve domuz atığından farklı olarak kuruduktan sonra su absorblamaya izin vermez ve yüzeyde yüzer. Parçalamak dahi bu duruma engel olmaz. Sığır atığında, hayvanın sindirim sisteminden gelen metan bakterileri bulunduğu için, biyogaz üretiminde doğal aşı malzemesi olarak kullanılmaktadır. Fakat saman, yaprak, tarımsal atıklar, endüstriyel atıklar fermente olabilmelerine rağmen aşılama yapılmadığında fermantasyonun başlaması aylarca sürebilir. İçerdiği yüksek miktardaki fibre ve bu materyalin fermantasyonunun zor olması, sığır atığının dezavantajıdır (Eryaşar 2007).

45

sağlayacağı gibi atık miktarının azaltılmasına ve atık yönetim maliyetinin düşürülmesine de önemli katkılarda bulunacaktır (Entürk vd. 2006).

Genel olarak biyogazın faydaları şunlardır (Aktaş 2008):

1-Ucuz - çevre dostu bir enerji ve gübre kaynağıdır.

2-Atık geri kazanımı sağlar.

3-Biyogaz üretimi sonucu hayvan gübresinde bulunabilecek yabancı ot tohumları çimlenme özelliğini kaybeder.

4-Biyogaz üretimi sonucunda hayvan gübresinin kokusu hissedilmeyecek ölçüde yok olmaktadır.

5-Hayvan gübrelerinden kaynaklanan insan sağlığını ve yeraltı sularını tehdit eden hastalık etmenlerinin büyük oranda etkinliğinin kaybolmasını sağlamaktadır.

6-Biyogaz üretiminden sonra atıklar yok olmamakta üstelik çok daha değerli bir organik gübre haline dönüşmektedir.

Biyogaz teknolojisi kullanımının çevreye, topluma ve çiftçilere olmak üzere birçok faydaları vardır. Bunlar (Al seadi vd. 2008, Kossmann vd.1999b, c):

1-Günümüzde geleneksel tarım ürünlerine olan baskı sürekli artmaktadır. Bununla birlikte birçok çiftçi de geleneksel alışkanlıkları terk etmektedirler ve böylece tarım alanları daha etkin ve verimli kullanılmaktadır. Biyogaz üretimi bu çerçevede çiftçilere ek gelir olması açısından birçok ülke tarafından sübvanse edilmektedir. Aynı zamanda biyogaz üretimi aneorobik şartlarda gerçekleştiğinden aerobik bozunmaya nazaran 20 kat daha düşük enerji tüketimi ve hava kirliliği vardır.

2-Fermentasyon tesislerinden çıkan atık depolandığında daha az koku, metan ve NO2

emisyonu ortaya çıkmaktadır. Azot içeriği iyileştirilmemiş çiftlik gübresi ile kıyaslandığında yüksektir.

3-Metan gazı, sera gazlarını etkisi oluşturan gazlardan biridir ve son buz çağından buyana atmosferdeki miktarı 1,7 mLm ^-3 değeri ile iki katına çıkmıştır. Bu değer son yıllarda düzenli olarak artmaktadır. Metanın antropojenik seragazı etkisi % 20 civarındadır. Bunun yaklaşık % 50’si insan kaynaklı olup büyükbaş hayvan

46

çiftliklerinden kaynaklanmaktadır. % 30’dan fazlası ise pirinç tarlalarından kaynaklanmaktadır. Metanın atmosferde çürümesi çok kısa sürede sadece 8 günde gerçekleşirken CO2’nin çürümesi 50-200 yıl arasında gerçekleşmektedir.

4-Fotosentez vasıtasıyla güneş enerjisinin yaşayan bir depolaması olan biyokütleden üretilen fosil yakıtlarının aksine sürekli yenilenebilir bir yakıt türüdür. Biyogaz bir ülkenin enerji üretimi dengesini iyileştirmekle kalmaz aynı zamanda doğal kaynakların ve çevrenin korunmasında önemli bir katkı sağlamaktadır.

5-Sera gazlarının azaltılmasına ve küresel ısınmaya katkısı vardır. Fosil yakıtları olan linyit, kömür, ham petrol ve doğal gazdan kullanımın ardından CO2 ortaya çıkmakta ve atmosferde birikmektedir. Atmosferdeki CO2 artışı küresel ısınmaya neden olduğundan sera gazı olarak anılmaktadır. Biyogaz tüketiminde de bir CO2 meydana gelmektedir.

Ancak ana fark, biyogaz karbonu fosil yakıtlarınki ile karşılaştırıldığında bitkilerin fotosentetik aktivitesi ile atmosferden alındığı ortaya çıkmıştır. Biyogazın karbon döngüsü de çok kısa zaman içerisinde (birkaç yıl) gerçekleşmektedir. Ayrıca biyogaz üretiminde aneorobik arıtma ile metan (CH4)’ın emisyon azaltımı, gübre olarak depolanması ve kullanımı ile de Azot (N2O)’un salınımı azaltılmaktadır.

6-Fosil yakıtlara olan ithalat bağımlılığını azaltmaktadır.

7-Atıkların azaltılması ve katma değer sağlanmaktadır.

8-Yeni iş alanları yaratılmaktadır

9-Biyogaz pişirme ve ışıklandırmada olduğu gibi doğrudan ve günümüzde ısı ve güç kombinasyonu sağlayan kojenerasyon (CHP) sistemi ile ısı, güç veya doğrudan gaz hattına verilebildiği gibi araçlarda yakıt olmak üzere esnek ve verimli kullanım sağlamaktadır.

10-Biyogaz üretim sürecinin diğer biyoyakıt üretim süreçleri ile kıyaslandığında süreç içerisinde düşük su tüketimi yapılmaktadır. Yakın gelecekte suyun dünyadaki öneminin daha da artacağı düşünüldüğünde bu önemli bir avantajdır.

11-Çiftçiler için bir ek gelir sağlamaktadır.

12-Fermantasyon süreci sonunda oluşan atığın mükemmel bir gübre olarak kullanılabilmesi.

13-Biyogaz kullanımı elde edilen metanın enerjide kullanımı, ortaya çıkan karbondioksitin fotosentezde kullanımı ve gübreninde toprağa uygulanması ile Şekil 2.16’da görüldüğü gibi kapalı besin döngüsü sağlamaktadır.

47

Şekil 2.16 Biyogaz üretim teknolojisinin çevreye etkisi (Anonymous 2011c)

14-Biyogaz üretiminde hayvansal atıklardan, bitkisel atıklara belediye atıklarından atıksu arıtma tesisi atıklarına kadar çok farklı hammadde kullanımında esneklik sağlamaktadır.

15-Üretim süreci sonunda oluşan atık koku ve sineklerden arındırılmış olmaktadır.

Biyogaz üretiminde kullanılan aneorobik sürecin aerobik sürece göre kıyaslandığında bazı avantajları olduğu gibi bazı sınırlamaları da vardır. Bu avantajlar şunlardır (Topper 2011, Sung 2008);

1-Havaya gereksinim olmadığı için daha az enerji gereksinimi vardır.

2-Metan gazı şeklinde bir enerji üretimi sağlar.

3-Daha az çamur üretimi sağlar

4-Aerobik sürece nazaran daha az besin gereksinimi vardır.

5-Aerobik süreçlerle kıyasla 5-10 kat daha yüksek organik yükleme hızı sağlar.

6-Yüksek yükleme hızı küçük reaktör hacimleri ile çalışma olanağı sağlar.

7-Kloroform, trikloretilen gibi en zararlı maddeleri bile dönüştürme olanağı sağlar.

48 Sınırlamaları ise şu şekildedir;

1-Düşük biyokütle sentez hızından dolayı biyokütle konsantrasyonu için daha fazla zamana ihtiyaç vardır.

2-Şok yükleme, zehirli maddeler veya başka bir sebeple sistemde meydana gelebilecek olan bir arızadan dolayı sistemin normal çalışma koşullarına dönmesi uzun zaman alabilir.

3-Aneorobik mikroorganizmaların çalışabilmesi için Fe, Ni veya Co gibi özel besinlere de ihtiyaç duyabilir.

4-Aneorobik mikroorganizmalar özellikle metan bakterileri sıcaklık, pH vb. şartlardan etkilenebilir.

5-Sülfat varlığı hem metan üretimini etkileyebileceği gibi hem de metan bakterilerinin yaşam koşullarını da etkileyebilmektedir.

Aneorobik çürütme, kompostlama veya düzenli depolamaya nazaran emisyon azaltılması daha yüksek olan bir yöntemdir. Düzenli depolama ile karşılaştırıldığında açık kompostlama daha fazla su ve hava kirliliğine yol açmaktadır. Tüm biyolojik proseslerde belirli oranlarda sera gazı salınımı vardır. Bunlar metan, karbondioksit, amonyak, nitrat ve hidrojen sülfür. Bu teknolojilerin tamamında metan emisyonlarının yüksek olacağı belirtilmektedir. Bunun yanında aneorobik teknolojiler değerlendirildiğinde temel olarak sera gazları salınımı açısından yakma ve kompostlamadan daha yüksek performansa sahiptir. Ancak açık kompostlama yakma ve kapalı kompostlamadan daha yüksek performansa sahiptir (Rapport vd. 2008).

Aneorobik arıtma ile kompostlama arasındaki farklar Çizelge 2.16’da verilmiştir.

Çizelge 2.16 Aneorobik arıtma ile kompostlama arasındaki farklar(Anonymous 2011b)

Özellik Aneorobik Arıtma Kompostlama

Alan Gereksinimi % 50 %100

Koku %20 %100

Tavuk Atığı (Et) 50-90 60-80

Enerji Dengesi Enerji fazlası Enerji talebi

Biyogaz Üretimi 100-150m3/Mg Yok

49