Biyoyakıtlar:

1--Yenilenebilir enerji kaynaklarinin enerji arzi içindeki payini arttirmak için Türkiye, yenilenebilir enerji kaynaklarinin elektrik enerjisi üretimi içerisindeki payinin 2023 yilina kadar en az %30 düzeyinde olmasini amaçlanmaktadir.

2--Biyoyakitlar, Biyodizel, biyoetanol, biyogaz ve biyokütle olarak değerlendirilmektedir.

3--Biokütle kökenli en önemli dizel motoru alternatif yakiti biomotorindir.

3.1--Biomotorin üretiminde bitkisel yağ olarak kanola, ayçiçek, soya ve kullanilmiş kizartma yağlari, alkol olarak metanol, katalizör olarak alkali (katalizörler sodyum veya potasyum hidroksit) kullanilir.

3.2--Biomotorin üretmek ve kullanmak için Türkiye gerekli alt yapiya sahiptir. Ülkemizde kanola, ayçiçeği, soya, aspir gibi yağli tohum bitkilerinin enerji amaçli tarimi mümkündür.

4--Biyodizel petrol içermez; fakat saf olarak veya her oranda petrol kökenli dizelle kariştirilarak yakit olarak kullanilabilir.

4.1--Biyodizel, tarimsal bitkilerden elde edildiğinden, fotosentez yoluyla CO2'i dönüştürüp karbon döngüsünü sağladiği için, sera etkisini arttirici etki göstermez.

4.2--Türkiye'de biomotorin, birçok şirket tarafindan üretilmeye başlanmiştir ve bu alandaki üretici şirketler bir araya gelerek, ortak bir yapılanma oluşturmuştur.

4.3--Türkiye'de 2005 yili sonunda 450 ile 878 bin ton arasinda değişen miktarlarda biyodizel üretim kapasitesine ulaşilmiştir

4.4--Biyodizelin satilmasi için, Enerji Piyasasi Düzenleme Kurulu  05.01.2006 tarih ve 630/26 sayili karariyla biyodizel üreticilerine “işleme lisansi” alma zorunluluğu getirmiştir.

4.4.1--Bunun en büyük nedenleri arasinda Türkiye'de üretilen biyodizellerin standartlara uymamasi gösterilmektedir.

4.4.2--Standartlara uymayan yakit; motor parçalarina, yakit pompasina vb. parçalara zarar vermektedir.

4.5--Lisans koşuluyla birlikte, biyodizel üreticisi üretmiş olduğu yakiti satamayacak, sadece lisans sahibi firmalara teslim edeceklerdir.

4.6--Biyodizel, dizel yakitina kiyasla pahali olmasina rağmen, vergiden muaf tutulduğu takdirde daha ucuz olacaktir.

4.7--Türkiye'de biyodizel çok soğuk bölgelerimizin dişinda dizelin kullanildiği her alanda kullanilabilir.

4.8--Biyodizel, ayrica konut ve sanayi sektörlerinde de fuel oil yerine kullanilabilecek bir özelliktedir.

5—Biyoetanol:

5.1--Hammaddesi şeker pancari, misir, buğday ve odunsular gibi şeker, nişasta veya selüloz özlü tarimsal ürünlerin fermantasyonuyla elde edilen ve benzinle belirli oranlarda kariştirilarak kullanilan alternatif bir yakittir.

5.2--Ulaştirma sektöründe benzinle kariştirilarak, küçük ev aletlerinde, kimyasal ürün sektöründe kullanilan Biyoetanol, yakitin oksijen seviyesini arttirarak, yakitin daha verimli yanmasini sağlamaktadir.

5.3--Ayrica egzoz çikişindaki zararli gazlari azaltir, kanserojen maddelerin çevreci alternatifi olarak gösterilmektedir.

5.4--3 Milyon tonu benzin tüketimi olmak üzere toplam 22 milyon ton akaryakit tüketimi olan ülkemizde 160 bin ton biyoetanol kurulu kapasitesi bulunmaktadir.

 2--Biyoetanol-Biyodizel-Bazı Pratik Bilgiler:

1--biyoetanolun avantajları:Yerli, yenilenebilir, temiz bir yakıt kaynagı olup,Petrole bağımlılığı azaltır.Yakıt maliyeti düşük olup,yakıtın oktan sayısını arttırır.Genelde butun araçlarda kullanılabilir.Üretimi ve muhafaza edilmesi kolaydır.

2—Biyoetanollü araçların yakıt filtresinin daha kısa aralıklarla değiştirilmesi gerekirken biyoetanolun soguk havalarda çalışma kapasitesinin daha düşük olmasi nedeniyle akü ve marş kapasitesinin yükseltilmesine ihtiyaç duyulabilmekte.

3--Motorun zarar görmemesi için  ingiltere'de % 5, ABD'de % 10 biyoetanol karışımına izin verilmektedir.

4--biyodizelin yüksek oranlı karışımlarında  motor yaglama yagı değistirme süresi kıaalmakta.

5--Biyoyakıtlar, fosil yakıtlardan % 40-80 daha az sera gazı yayar. Asit yağmurunu azaltır. Daha az su kirliliği ve atık olusturur.

5.5--Ancak dikkat çekilmesi gereken bir konu da, gida tarimina elverişli alanlarin biyodizel ve biyoetanol üretimine ayrilmasi ve bu şekilde gida güvenliği açisindan küresel bir risk oluşturmasi, biyoyakit tariminin en büyük dezavantajini oluşturmaktadir.

6--Biokütle Enerjisi:Biokütle, yeşil bitkilerin güneş enerjisini fotosentez yoluyla kimyasal enerjiye dönüştürerek, depolamasiyla oluşan ve canli organizmalarin kökeni olarak meydana gelen organik madde enerji kaynaklaridir. Canli kütle yani biokütle, çoğu kez pitoplankton ve zooplankton olmak üzere ikiye ayrilmaktadir.

6.1--Bitkilerin fotosentezi sirasinda kimyasal olarak, özellikle selüloz şeklinde depo edilen ve daha sonra çeşitli şekillerde kullanilabilen bu enerjinin kaynaği güneştir.

6.2-- Biokütlenin Enerji Kaynaği Olarak Kullanimindaki Olumlu ve Olumsuz Yönleri

1--Olumlu Yönleri:

1--Hemen her yerde yetiştirilebilmesi,

2--Üretim ve çevrim teknolojilerinin iyi bilinmesi,

3--Her ölçekte enerji verimi için uygun olmasi,

4--Düşük işik şiddetlerinin yeterli olmasi,

5--Depolanabilir olmasi,

6--5-35 0C arasinda sıcaklik gerektirmesi,

7--Sosyo-ekonomik gelişmelerde önemli olmasi,

8--Çevre kirliliği oluşturmamasi,

9--Asit yağmurlarina yol açmamasi.

2-- Olumsuz Yönleri

1--Düşük çevrim verimine sahip olmasi

2--Tarim alanlari için rekabet oluşturmasi

3--Su içeriğinin fazla olmasi

6.3--Biokütle özellikle gelişmekte olan ülkelerde kullanimi en yaygin olan bir kaynaktir. Dünyada enerji üretiminin yaklaşik olarak % 15'i, gelişmekte olan ülkelerde ise enerji üretiminin yaklaşik % 43'ü bu kaynaktan sağlan-maktadir.

6.3--Biyokütleden değişik yöntemler kullanarak hem enerji, hem de yeni kimyasal maddeler üretmek mümkündür. olabilmektedir.

6.4--Anaerobik ortamda fermentasyon (biyogaz ve melastan etanol üretimi)

6.5--Isil parçalanma (kati yüzdesi fazla olan atiklardan piroliz ile gaz yakit ve aktif karbon üretimi)

6.6--Hidrogazifikasyon ve hidrojenasyon ile sentetik yakit üretimi

6.7--Doğrudan yakma (çöp veya kati atiklarin havayla yakilmasiyla isi enerjisi ve elektrik üretimi)

6.8--Kompostlaştirma (çöp ve hayvan dişkilarinin kompostlaşmasi sonucu organik gübre üretimi)

6.9--Biyokütle materyalin yakma dişinda en basit değerlen¬dirilmesi, anaerobik fermantasyonla biyogaz üretimidir.

6.10--İnsan kaynakli üretilen organik içerikli çöpler, tarim kaynakli pamuk, misir, buğday vb. sap ve saman artiklari, hayvan  dişkilarina  yönelik  atiklar,   şeker ve  gida  sanayi faaliyetleri sonucunda oluşan melas, meyve posalari gibi atiklar, biokütle için kaynak oluşturan sahalardir.

6.11--Organik madde ve sudan meydana gelen biokütlenin enerjiye dönüştürülmesinde kullanilan teknolojinin basit ve çabuk uygulanabilir olmasi, enerjinin az masrafla dönüştürülmesi, ekonomik olmasi, yenilenebilir kaynaklara dayali olmasi, doğadaki mevcut olan dengeyi bozmamasi, su, hava ve çevre kirliliğine yol açmamasi gibi avantajlarindan dolayi tercih edilmektedir.

6.12--Biokütleden enerji sağlanmasinin yaninda mobilya, kâğit, yalitim maddesi yapimi gibi daha birçok alanda da yararlanilmaktadir.

6.13--Biokütlenin Çevrim Teknolojileri

6.13.1--Havasiz çürütme:

1--Biokütlenin mikroorganizmalar yardi-miyla oksijensiz ortamda fermantasyona uğrayarak, hemen her yerde kullanilacak bir yakit ve değerli bir gübre haline dönüştürülmesidir.

13.2--Bu yöntemle biokütleden üretilen gaz yakitlar arasinda en iyi bilinen ve yaygin olarak kullanilan biyogazdir.

13.3--Havasiz çürütme yöntemi; çevrim işleminin veriminde kullanilan biokütle kaynağina, sistem büyüklüğüne, pH değerine ve sicakliğa bağli olarak değişmektedir. (pH bir çözeltinin asitlik veya bazlik derecesini tarif eden ölçü birimidir.

13.3.1--0'dan 14'e kadar olan bir skalada ölçülür. pH teriminde p; eksi logaritmanin matematiksel sembolünden, H ise hidrojenin kimyasal formülünden türetilmişlerdir. pH tanimi, hidrojen konsantrasyonunun eksi logaritmasi olarak verilebilir: pH = - log[H+] )

6.13.2--Piroliz: Biokütleden oksijensiz ortamda organik moleküllerin parçalanarak gaz elde etme işlemidir.

1--Bu yöntemle kati yakittan sivi ve gaz yakitlar üretilmektedir. Ayni şekilde çöp yiğinlarindan cam ve metallerin ayrilmasindan sonra geriye kalan organik maddelerin hava kullanilmadan yüksek isi etkisi altinda gaz, sivi yakit ve kömüre dönüştürülmesidir.

6.13.3--Karbonlaştirma: Odun ve maden kömürü gibi organik maddelerin havasiz ortamda kimyasal parçalanmaya uğramasidir. Karbonlaştirma işlemi sonucu açiğa çikan gaz bileşenleri ise; yaklaşik olarak %50 CO2, %35 CO, %10 CH4 ve %5 diğer hidrokarbon ve H2'dir. Odunun karbonlaştiril-masindaki sivi ürünler ise sulu kisim ve katrandir.

6.13.4--Gazlaştirma: Karbon içeren biokütle gibi katilarin yüksek sicaklikta bozunmasiyla yanabilir gaz elde etme işlemidir. Gazlaştirmada kullanilan biokütle kaynaklarini üç ayri sinifta incelemek mümkündür. Bunlar; misir saplari, buğday, pirinç, ayçiçeği vb. bitkilerin samanlari ile tarim atiklari, ceviz kabuğu, erik, kayisi çekirdekleri vb. gida işleme sonrasi oluşan atiklar ile orman ürünleri atiklaridir.

6.13.5--Doğrudan Yakma: Biokütlenin içindeki yanabilir maddelerin oksijenle hizli kimyasal tepkime verme işlemi olarak tanimlanir. Misir, ayçiçeği saplari gibi tarim atiklari içindeki yanabilir maddeler, karbon, hidrojen ve potasyum gibi bazi metalik elementlerdir. Kimyasal tepkime sonucu çevredeki havanin oksijeni tüketilmekte ve isi ile birlikte ortaya karbondioksit, su buhari ve bazi metal oksitler çikmaktadir.

6.13.6--Fermantasyon: Bazi mikroorganizmalarin ürettiği enzim-lerin etkisiyle organik maddenin üç temel öğesi olan karbon hidratlari, proteinleri ve yağlari parçalayarak, CO2, asetik asit ve çözülebilir uçucu organik maddelere dönüştürme işlemidir.

6.14--İçinde % 35'ten daha fazla su ihtiva eden biokütle termokimyasal dönüşüm sonucu elektrik üretimi için uygun değildir.

6.15--Biokütle içerisinde yüksek oranda şeker bulunuyorsa bu ürün alkol fermantasyonu ve anaerobik fermantasyon için uygundur.

6.16--Nem oraninin yaninda parça boyutu da uygun dönüşüm sisteminin seçiminde önemli bir parametredir.

6.17—Tablo-1- Biyokütle Kaynaklarinda Kullanilan Çevrim Teknikleri, Elde Edilen Yakitlar ve Uygulama Alanlari .

Biyokütle…………..Çevrim Yöntemleri……Yakitlar…….Uygulama Alanlari

Orman Atiklari…Havasiz Çürütme………Biyogaz…….Elektrik Üret.

Tarim Atiklari ………Piroliz…………………Etanol………..Isinma

Enerji Bitkileri………Doğrudan Yakma……..Hidrojen…….Su Isitma

Hayvansal Atiklar…...Fermantasyon…..........Metan…....Otomobiller

Organik Çöpler………Gazlaştirma…………...Metanol……..Uçaklar

Algler  Hidroliz………Sentetik ……………….Yağ……….Roketler

Enerji Ormanlari……..Biyofotoliz…………….Dizel…Ürün Kurutma

6.18--Tablo-2-Çeşitli Kaynaklardan Elde Edilebilecek Biyogaz Verimleri ve Biyogazdaki Metan Miktarlari

Kaynaklar……………….Biyogaz Verimi (L/kg)…....Metan Orani (Hacim %’si)

Siğir Gübresi……………….90-310……………………65

Kanatli Gübresi…………….310-620…………………..60

Domuz Gübresi…………….340-550…………………65-70

Buğday Samani……………200-300            ………………………….50-60

Çavdar Samani…………….200-300……………………59

Arpa Samani……………….290-310……………………59

Misir Saplari ve Artiklari….380-460 ……………………..59

Keten…………………………360………………………59

Kenevir……………………….360………………………59

Çimen……………………….280-550…………………………...70

Sebze Atiklari ………………330-360……………………….Değişken

Ziraat Atiklari…………….....310-430…………………..60-70

Yerfistiği Kabuğu…………….365………………………....-

Dökülmüş Ağaç Yapraklari…210-290……………………..58

Alg…………………………..420-500…………………………...63

Atik Su Çamuru……………..310-800…………………..65-80

 6.19—Tablo-3-- Çeşitli yakıtların Isıl Değerleri:

1—Propan….50.2 MJ/kg

2—Bütanan….49.6 MJ/kg

3—Gazolin….47.1 MJ/kg

4—Dizel Yakıtı….45.6 MJ/kg

5—Fuel Oil….43.2 MJ/kg

6—Doğalgaz….52 MJ/kg

7—Biyogaz….33.5 MJ/kg

8—Linyit….14 MJ/kg

9—Odun….19.8 MJ/kg

6.20—Tarımsal Yan Ürünler için önerilebilecek potansiyel piyasa araçları şunlar olabilir:

1--Tarımsal yan ürünlerden daha iyi yararlanılmasına destek olan mali teşvikler (örneğin direkt ödenekler, krediler ve/veya sübvansiyonlar),

2--Tarımsal atıkların çöp yerlerine depolanmasını veya tarımsal atıkların çevre dostu olmayan şekilde kullanılmasını caydırıcı çevre vergileri ve cezalar,

3--Biyokütle kaynaklarından üretilen elektrik, ısı ve/veya biyoyakıtların vergilendirilmesinde muafiyetler tanınması veya vergi düzeyinin düşürülmesi,

4--Özel krediler, tesis ilk çalıştırma sübvansiyonları ve/veya ödenekler gibi enerji yatırımlarıyla ilişkili mali destek mekanizmaları.

6.21—Tarımsal Ürünler ve Atıkları:

Buğday-Arpa-Çavdar-Yulafın..Samanı,Mısır…Sap,Pirinç…Saman+Kabuk,Tütün..Sap

Pamuk..Sap+Çırçır atığı,Ayçiçeği…Sap,Yerfıstığı…Saman+Kabuk,Soya ..Saman

Kayısı-Vişne…Çekirdek,Zeytin…Pirina+Budama,Antepfıstığ-Ceviz-Badem-Fındık..Kabuk+Budama,Limon-Portakal-Mandarin     -Greyfurt….Budama

7—Biyogaz:

7.1--organik maddelerin (hayvansal atiklar, bitkisel atiklar, şehir ve endüstriyel atiklar) oksijensiz şartlarda (anaerobik fermantasyon) biyolojik parçalanmasi sonucu oluşan ağirlikli olarak metan ve karbondioksit gazidir.

7.2--Biyogaz teknolojisi ise organik kökenli atik/artik maddelerden hem enerji elde edilmesine hem de atiklarin toprağa kazandirilmasina imkân vermektedir.

7.3--Biyogaz, organik içerikli biyolojik parçalanabilir maddelerin havasiz ortamda (anaerobik) bakteriler tarafindan parçalanmasi esnasinda oluşan ve bileşimi organik maddeyi oluşturan bileşiklere göre değişebilen yanici bir gaz karişimidir.

7.3.1--Koşullan iyi ayarlanmiş bir biyogaz üretecinde elde edilen gaz, %55-70 CH4, %30-45 CO2, az miktarda H2S ve H20 şeklinde bir bileşime sahip olmaktadir.

7.4--Biyogazin isil değeri, karişimdaki CH4 yüzdesine bağli olarak 19.000 ile 27.500kJ/m arasindadir. Bu nedenle biyogaz özellikle kirsal bölgelerde alternatif bir yakit olarak değerlendirilmektedir.

7.5--Biyogaz; ucuz, çevre dostu bir enerji ve gübre kaynağidir. Atik geri kazanimi sağlar.

7.6--Biyogaz üretimi sonucunda hayvan gübresinde bulunabilecek yabanci ot tohumlari çimlenme özelliğini kaybeder.

7.7--Biyogaz üretimi sonucunda hayvan gübresinin kokusu hissedilmeyecek ölçüde yok olmaktadir. Hayvan gübrelerinden kaynaklanan insan sağliğini ve yer alti sularini tehdit eden hastalik etmenlerinin büyük oranda etkinliğinin kaybolmasini sağlamaktadir.

7.8--Biyogaz üretiminden sonra atiklar yok olmamakta, üstelik çok daha değerli bir organik gübre haline dönüşmektedir .

7.9--Biyogaz elde edinimi için temel madde olarak bitkisel atiklar ya da hayvansal gübreler kullanilabilmektedir. Örneğin tavuk gübrelerinden oldukça verimli biyogaz üretimi sağlanabilmektedir.

7.9.1--Tavuk gübresi topraklarda tuzluluğa sebep olduğu için, topraklarda verim amaçli kullanilamaz. Oysa kullanilamayan bu gübre, biyogaza dönüştürüldüğünde ve

sonrasinda elde edilen gübreyle çok daha faydali bir hâle dönüştürülmüş olunur.

7.10--Günümüzde biyogaz üretimi, çok çeşitli çaplarda; tek bir evin isitma ve mutfak giderlerini karşilamaktan, jeneratörlerle elektrik üretimine kadar yapilmaktadir .

7.11—Biyogaz üretiminde Sicaklik, mikroorganizmalarin üreme hizina etki eden bir faktör olup, biyogaz üretimine de etki etmektedir. düşük sicaklikta gaz üretimi az olmakta ve sonuçta istenilen gaz üretimini gerçekleştirmek için gerekli fermentör hacmi dolayisiyla da yatirim maliyeti büyümektedir.

7.11.1--Çalişma sicakliğinin doğru saptanmasi bir optimizasyon problemidir. Yapilan incelemeler sonucunda, 35°C sicakliğin mezofilik bölge, 60°C sicakliğin da termofilik bölge için optimum olduğu saptanmiştir.

7.12--Ülkemizde özellikle Toprak Su tarafindan yapilan çalişmalarda biyogaz fermantasyon kazanlarının, güneş su isiticili kolektör ve eşanjör devresiyle ısıtılmasi sonucu gaz verimi artirilmiştir.

7.13--Türkiye'nin hayvansal atik potansiyeline karşilik gelen üretilebilecek biyogaz miktarinin 1,5-2 MTEP olduğu tahmin edilmektedir. Türkiye'de biyokütle kaynaklari; tarim, orman, hayvan, organik şehir atiklarindan oluşmaktadir.

7.14--Atiklar ise yaklaşik 8,6 Milyon Ton Eşdeğer Petrol (TEP) olup bunun 6 milyon TEP'i isinma amaçli kullanilmaktadir.

7.14.1--2008 yilinda biyokütle kaynaklarindan elde edilen toplam enerji miktari 66 bin TEP'tir.

7.15-- biyogaz üretimindeki amaçlar şöyle sıralanabilir:

1-Kaliteli enerji eldesi, 2-Kokunun azaltilmasi, 3-Gübrenin korozif etkisinin azaltilmasi, 4-Gübrenin akışkanlığının artirilmasi, 5-Atmosferdeki metan ve amonyak miktarinin azaltilmasi, 6-Bitki besin maddeleri kaybinin azaltilmasi, 7-Azot yikanmasinin önlenmesi, 8-Bitki besin maddeleri yarayişliliğinin artirilmasi, 9-Bitki sağliğina yarayişlilik, 10-Organik maddelerin dezenfeksiyonu, 11-Yabanci ot tohumlarinin çimlenme yeteneğinin azaltilmasi,

12-Organik kati ve sivi atik sorununun çözümüne yardimci olunmasidir.

7.16--Biyogaz üretiminde temel olarak kullanilan reaktör tipleri şöyle siralanabilir:

1--Sabit kubbeli veya Çin tipi,

2--Hareketli kubbeli veya Hint tipi,

3--Torba tipi veya Tayvan tipidir. Bu reaktörler tropik iklimlere uygundurlar; ancak ülkemiz iklim koşullarinda verimli bir çalişmaya uygun değildirler.

14.16--Biyogaz tesisleri kapasite leri:

1--Aile tipi (6 -12 m3 kapasiteli)

2--Çiftlik tipi (50 -100 -150 m3 kapasiteli)

3--Köy tipi (100- 200 m kapasiteli)

4--Sanayi ölçekli tesis (1000-10.000 m3 kapasiteli) şeklinde gruplandirilmaktadir.

Kaynakça: Mühendis ve Makina • Cilt: 52 Sayi: 617--BİYOGAZ, ÖNEMİ, GENEL DURUMU VE TÜRKİYE'DEKİ YERİ-Fatma ÇANKA KILIÇ-Yrd. Doç. Dr., -Kocaeli Üniversitesi,KMYO, Elektrik ve Enerji Bölümü,-İklimlendirme ve Soğutma Teknolojisi