Biyomas Enerjisi Nedir,Nerelerde Kullanılır

Biyomas Enerjisi Nedir,En basit biyomas yakıtlarından birisi odundur; otomobillerde, jeneratörlerde ve makinalarda güç üretmek amacıyla kullanılan yüksek oktanlı alkoller (tamamen bitkilerden ve organik maddelerden üretilir) ise kompleks biyomas yakıtlarıdır.

Petrol ve diğer yakıt kaynaklarının tükeneceği korkusu ve yeni teknolojiler biyomas yakıtlarının önemini artırdı. Az miktarda üretilen biyomas yakıtları diğer yakıtlardan daha ucuzdurlar.

Fosil Yakıtlardan Farkları

Biyomas yakıtları fosil yakıtlardan çok farklıdırlar.

Kömür, petrol, doğal gaz ve diğer fosil yakıtlar, yerin altında,milyonlarca yıl süren jeokimyasal olaylar sonucunda oluşurlar.

Bu tür yakıt kaynakları işletmeye açıldıktan sonra yakıt oluşma hızı düşer.

Sınırlı miktarda olan fosil yakıt kaynakları günümüz endüstri toplumları tarafından sürekli artan bir hızla tüketilmektedir.

Biyomas yakıtları ise çok daha kısa bir sürede üretilebilirler, çünkü bu iş için sadece basit biyokimyasal işlemlere ve çok bol hulunan biyolojik ham maddelere gerek vardır.

Biyomas yakıtları katı (odun gibi), sıvı (örneğin etil alkol yani etanol) veya gaz (metan gibi) halinde olabilirler.

Sığır dışkısı gibi organik artıklardan ve şeker kamışı gibibazı bitkilerden basit biyokimyasal yöntemlerle, ayrıca ender olmakla birlikte hidrokarbonları (petrolde de bulunan hidrojen karbon bileşikleri) biyolojik olörak üretebilen kauçuk ağacı gibi bazı bitki türlerinden doğrudan doğruya da elde edilebilirler.

Tüm biyomas yakıtlarının sahipolduğu iki özellik vardır: Organik maddelerden kaynaklanırlar ve yakıt haline uzun süreli jeolojik olaylar sonucu gelmezler.

Biyomas Enerjisi

Biyomas Enerji Kaynakları

Biyomas yakıtları genellikle şu üç kaynaktan elde edilir: hayvan dışkıları, bitki artıkları ve yakıt bitkileri. Bugün, Dünya’daki biyomas kaynaklarının en önemlisi bitki artıklarıdır.

Bitki artıklan bitkilerin besin yapmak ve büyümek için kullandıkları enerjilerin tekrar elde edilmesinisağlayan biyomas çevrimindeki başlıca işlemlerin açıklanması için de iyi bir örnektirler.

Biyomas çevrimi, fotosentez olayının tersten oluşması olarak da düşünülebilir.

Kimyasal bir olay olan fotosentez, yeşil bitkilerin karbondioksit (havadan alınır) ve suyu (topraktan alınır) güneş ışığı sayesinde karbonhidratlara ve oksijene dönüştür meszidir.

Karbonhidratlar, kompleks yapılı ve enerji yönünden zengin şekerler olup organizmanın kimyasal yakıtıdırlar.

Fotosentez sonucu oluşan karbonhidratlar bitkiden çıkarılarak yakıt haline getirilirler.

Biyolojik ham maddelerin yakıta dönüştürülmesi ya bakteriler tarafından, ya termo kimyasal (maddelerde kimyasal değişiklik meydana getirebilmek için ısı kullanılması) işlemlerle ya da her ikisinin birlikte kullanılmasıyla gerçekleştirilir.

Biyomas yakıtından enerji üretmek için birkaç yol vardır.

Yakıttan Enerjiye

Bazı biyomas, yakıtları çevrim gerektirmez, enerji vermeye hazırdırlar, bunun için tutuşturulmaları yeterlidir. Bu en basit biyomas yakıtlarına örnek olarak ağaçları ve suyu çıkarılmış şeker kamışlarını gösterebiliriz.

Bunların diğer biyomas yakıtlarından farkı hazır yakıt olmalarıdır, yani yakıt olarak kullanılmadan önce biyomas çevrimine tabi tutulmaları gerekmez.

Biyomas Enerjisi Nerelerde Kullanılır

Katı biyomas yakıtlarının verdiği enerji düşüktür, örneğin 1 kg. meşe odunu yakıldığında ancak 3220 kilo kalorilik ısı verdiği halde katı bir fosil yakıt olan maden kömürünün 1 kilogramı 8550 kilokalorilik ısı açığa çıkarır.

Bununla birlikte odun, kömürden çok daha kısa bir sürede oluşur.

Biyomas Yakıtı Üretiminde Isı Kullanımı

Piroliz, ısı yardımıyla bir maddenin kimyasal yapısını bozarak onu bileşenlerine ayırma işlemidir (birer piroliz olayı olan mayalanma (fermentasyon) ve damıtım özellikle içki yapımında kullanılır).

Odun yongalarının ısıtılmasıyla açığa çıkan gazların yoğunlaştırılmasıyla (bu olaya yıkıcı damıtım denir) elde edilen ve benzine benzeyen sıvı biyomas yakıtına metanol denir.

Organik artıkların mikroorganizmalar tarafından oksijensiz bir ortamda ayrıştırılmasıyla (bir tür piroliz olayı) çok değerli bir yakıt olan metan gazı elde edilir.

Bataklıklarda oluşup bataklığın üzerine yayılan “bataklık gazı” da metandır.

Isı kullanarak biyomas yakıtı üretmede kullanılan yöntemlerden ikisi de gasifikasyon ve hidrogasifikasyondur.

Gasifikasyonda, kömür ve çeşitli inorganik atıklar, gaz üretinceye kadar ısıtılır, daha sonra gazdan ayrılırlar.

Hidrogasifikasyon yönteminde ise organik artıklar (sığır dışkısından odun yongasına kadar her türlüsü) yüksek basınç ve sıcaklık altında hidrojen akımına tabi tutulurlar.Bu iki işlem sonucunda açığa çıkan gaz yakıtlar metan ve etandır.

Enerji kaynağı olarak biyomas halen pahalı petrol, duman çıkaran kömür ve nükleer güçün kısmi bir alternatifidir Biyomas dönüşümü, yenilenebilir herhangi bir organik kaynakdan enerji elde edilmesidir Bu tanım çok geniş bir imkanlar demeti sağlar.

Çok çeşitli yollardan enerji kaynağı olarak kullanılır Sürülen samandan hayvan yatakları ahırları, ısıtmaya yarayan düşek sıcaklıkda ısı çıkarır Hayvan gübresi metan şerbetine dönüşür ve ısıtıcı parlayıcı gazlar elde edilir Pancar ve manyok gibi nişasta ve şekerce zengin bitkiler fermente edilerek, içten yanmalar motorlarda kullanılan etanol veya etil alkol yakıtı üretilir Biyomas yakıtların en eskisi olan odun da ısıtıldığında mangal kömürü, tutuşucu gaz ve odun alkolü verir Sıcakdan erime prosesi yardımıyla, su sümbülü gibi çabuk büyüyen bitkilerden yakıt çıkarılır.

Son olarak kauçuk ağacı ve sütleğen gibi az sayıda bitkiden elde edilen hidrokarbonlar, kraking metoduyla sentetik akar yakıta dönüştürülürler.

Enerji Haşatı

Biyomas yakıtları çoğunlukla yeşil bitkilerdeki fotosentez olayının ürünleri oldukları için “enerji ormanları” veya “yakıt çiftlikleri” olarak da düşünülebilirler.

Biyomas yakıtları özellikle fosil yakıtlara olan bağımsızlığın azaltılmasında önemli bir rol oynayabilirler, örneğin, şeker kamışının bir yakıt ürünü olarak yetiştirilmesinin A.B.D., Brezilya ve diğer bazı ülkelerde ekonomiye büyük faydası olmaktadır.

Şeker kamışının yakıt ürünü olarak kullanılmasını şu şekilde açıklayabiliriz:

Şeker kamışı normal olarak ekilir, biçilir ve içindeki şeker suyu alınır. Şeker suyu mayalanarak, yani içine maya bakterileri konarak şeker moleküllerinin parçalanması sağlanır ve sonun da etanol (etil alkol) olarak bilinen sıvı alkol oluşur.

İçki fabrikalarında üretilen alkole hububat alkolü denir.

Üretilen bu etanollerin bir kısmı arabalarda yakıt olarak kullanılırken, diğer bir kısmı şoförlerin sarhoş olmasına yolaçar.

Buğday ve mısırdan da alkol elde edip yakıt olarak kullanmak mümkündür, ancak en yüksek verim şeker kamışından sağlanır.

1 litre etanol elde etmek için 1.6. kg. şeker kamışı kullanılmaktadır.

Etanol gibi biyomas yakıtları, az üretildiklerinden, pratikteki kullanım yerleri az olduğundan ve düşük verimli olduklarından geçmişte tercih edilmemişlerdi fakat petrol fiatlarındaki aşırı yükselmeler biyomas yakıtlarının 1980 lerde ve 1990 larda petrole karşı önemli bir seçenek haline gelebileceğine işaret olabilir.

Yüzde 90 benzin, yüzde 10 etanolden oluşan melez yakıt gasohol ilk defa 1930’larda A.B.D. de kullanılmıştı, bugünse tekrar aramıza dönmüş bulunuyor.

Fakat bugün gasohol kullanımı en yaygın ve başarılı bir şekilde Brezilya’da gerçekleştirilmektedir.

Brezilya Deneyi

Brezilya 1970’li yıllarda enerji üretimine yönelik bir tarım politikası izlemeye başladı.

Uçsuz bucaksız alanlara şeker kamışı ve manyok ekildi.

Tek amaç ulaştırma yakıtı elde etmekti, özellikle şekerkamışıyla yapılan üretim çok başarılı oldu, çünkü şeker kamışının şekeri çevreleyen selüloz yüklü dış kabuğu da kazanlarda yakıt olarak kullanılabilmektedir.

Bu sayede fabrikanın elektrik jeneratörleri de dahil olmak üzere bütün sistemler için gereken güç bu kazanlarda üretilen buharla sağlanmaktadır.

Brezilya’nın 1978 yılındaki etanol üretimi 3 milyar litreydi.

Üretilen etanolün kalitesi çok iyi olduğundan gasoholdeki benzin oranı yüzde 80 e düşürülürken etanol oranı yüzde 20 ye çıkarıldı, ayrıca ulaştırma yakıtı olarak yüzde 95 alkol, yüzde 5 sudan oluşan bir karışım kullanılmaya başlandı.

Bugün Brezilya’daki yaklaşık 300000 otomobilde yakıt olarak sözünü ettiğimiz alkol-su karışımı kullanılmaktadır, bunun için motorda küçük bir değişiklik yapmak yeterli olmuştur.

Petrol Üreten Bitkiler

Çoğu biyomas yakıtının kullanılabilir yakıt haline getirilebilmesi için bazı işlemlerden geçirilmesi gerekmektedir.

Oysa bazı bitkiler doğal biyokimyasal işlemler sonucunda hidrokarbonları (petrolde de bulunan hidrojen-karbon bileşikleri} ürün olarak üretebilmektedirler.

Bu nedenle petrol fiyatlarının alabildiğine yükseldiği bugünlerde petrol ormanları kurulması fikri hiç garip karşılanmıyor.

Bu amaca yönelik bitkilerin başında en çok Malezya’da yetişen ve lateks olarak bilinen sıvı kauçuk içindeki hidro karbon emülsiyonu üreten kauçuk ağacı gelir.

Bu ağacın kabuğu yarılarak, tıpkı isfendan ağacı gibi şekerli özsularının alınması sağlanır.

Kaptaki sıvı daha sonra katılaşır, bu katı madde saf hidrokarbondur.

Kauçuk ağacı bu yakıtı tıpkı şekeri yakıta dönüştüren birçok bitki gibi üretir.

Tüm yeşil bitkiler gibi kauçuk ağacı da havadan karbondioksiti alıp fotosentez olayıyla şeker haline dönüştürür.

Fakat bir kısım karbondioksit işlenmemiş olarak kalır, ayrıca ortamda fotosentez olayının yan ürünü olarak bir miktar oksijen de kalmıştır.

Kauçuk ağacı, diğer bitkilerden farklı olarak, fermentasyon yoluyla ortamdaki oksijeni yarıya indirir, sonra daha başka biyokimyasal işlemlerle son oksijen molekülünü de ortamdan uzaklaştırır ve böylece hidrojen ve karbon atomlarının yalnız kalmalarını, dolayısıyla hidrokarbon oluşmasını sağlar.

Kauçuk ağacı cinsinden Euphorbia tirucalli ve Euphorbia lathyris, biyomas potansiyellerinin öğrenilmesi amacıyla Kaliforniya’daki küçük fidanlıklara dikilmiştir.

Her iki bitki de suyu alındıktan sonra da sıvı halde kalan bir lateks üretmektedir, bu ise petrole benzeyen sıvı hidrokarbon demektir, ilk deneme sonuçları, bir dönümden yılda 47 ile 190 litre arasında ürün alınabileceğini göstermiştir.

Şüphesiz bu şekilde elde edilebilecek hidrokarbon miktarı, A.B.D deki 30 milyar varillik ham petrol rezervleriyle karşılaştırılamaz. Bilim adamları melezleme çalışmalarıyla elde edilebilecek yeni türlerle yılda dönüm başına 470 litre ürün alınabileceğini söylüyorlar.

Anlaşılabileceği gibi biyomas, Dünya daki enerji sorununu çözebilecek değildir.

Bununla birlikte ucuz ve üretimi kolay biyomas yakıtları özellikle yüksek petrol harcamalarını ödemekte güçlük çeken ülkeler için petrole karşı bir seçenek olabilir.

Biyomas tarımı geliştirildikçe başka bir sorun doğabilecektir.

Bu sorun,bir ikilem şeklinde karşımıza çıkabilir, acaba tarıma elverişli topraklara tahıl ürünleri mi yoksa yakıt ürünleri mi ekilecektir? Bu sorunun yanıtlanabilmesinde en önemli rolü tükenmekte olan ham petrol kaynakları oynayacaktır.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir