Biyokütle Enerjisi Nedir? Nasıl Elde Edilir?

Biyokütle enerjisi: Bitki materyallerinden yapılan katı yakıtın elektriğe dönüştürülmesidir. Elektrik veya başka güç formları oluşturmak için kullanılır. Sürdürülebilir ve yenilenebilir enerji kaynağı olan organik malzemelerden üretilen yakıttır. Bu enerji kaynağında kullanılan yakıtlar; bir zamanlar yaşamış olan şeylerden gelir. Bitkilerin yakılması veya hayvan atıklarının enerji için kullanılması en bilinen biyokütle enerjisi örneğidir.

Ayrıca, odun ürünleri, kurutulmuş bitki örtüsü, mahsul kalıntıları, su bitkileri gibi. Hatta evsel atık olarak bildiğimiz çöpler bile biyokütle enerjisinde kullanılabilir.

Biyokütle, ‘doğal malzeme’ olarak da bilinir. Bitkiler, kendi besinlerini yapmak için Güneş Enerjisinin çoğunu fotosentez işlemleri sırasında kullanırlar. Bu besinleri sıkışmış durumda, kimyasal enerji şeklinde kendi bedenlerinde depolarlar. Öldüklerinde, enerji yine kendi bedenlerinde kalıntılarında tutulur. Bu sıkışmış enerji de genellikle yanarak açığa çıkar. Bu açığa çıkan enerjide biyokütle enerjisine dönüştürülebilir.

Biyokütle enerjisi biyoetanol, biyodizel, gazlaştırma ve piroliz ürünleri, mikrobiyal yakıt hücreleri, biyogaz ve biyokütlenin termal proseslerinden elde edilen hidrojen enerjisi gibi farklı enerji kaynaklarındandır. Yaygın olarak kullanılan ise biyodizel, biyoetanol ve biyogazdır.

Biyokütle Enerjisinden Elektrik Üretimi

Dünya da global açıdan ele alındığında, yenilenebilir enerjilerin kullanılmasının nedeni elektrik enerjisidir. Buna göre biyokütle enerjisi, yanma sonucu kimyasal enerji ile beraber elektrik enerji üretimine dayanmaktadır.

Bu, organik maddeyi enerjiye dönüştürmenin yaygın yoludur. Odun, atık ve diğer bitki maddeleri gibi yanan maddeler, elektrik üretmek için kullanılan şaftları döndürmek için kullanılabilen, ısı şeklinde depolanmış kimyasal enerjiyi serbest bırakır.

Güneşten gelen enerji bitkilere aktarılır ve depolanır. Bitkiler kesildiğinde veya öldüğünde, tahta parçaları, saman ve diğer bitki maddeleri Bunker denilen makineye verilir.
Isı enerjisini (buharı) serbest bırakmak için bir kazanın içindeki suyu ısıtmak için yakılır.
Borular yardımıyla oluşan buhar, türbinlere yönlendirilir.
Buhar, türbinlerdeki ve kanat ve mıknatıslardan imal edilen jeneratörlerdeki kanatları döndürür.
Türbinin dönemsi sonucu oluşan elektrik enerjisi kullanılmak için şebekeye gönderilir.

Biyogaz Üretiminde Dikkat Edilmesi Gerekenler

Fermantörde (Üretim Tankı-Sindireç) oksijen bulunmamalıdır.
Antibiyotik almış hayvansal atıklar üretim tankına alınmamalıdır.
Deterjanlı organik atıklar üretim tankına alınmamalıdır.
Ortamda yeni bakteri oluşturulması ve büyümesi için yeterli miktarda azot bulunmalıdır.
Üretim tankında asitlik 7,0 – 7,6 arasında olmalıdır.
Metan bakterileri için substratta (S) sirke asidi cinsinden organik asit konsantrasyonu 500 – 1500 mg/litre civarında olmalıdır.
Fermantör sıcaklığı 35 ºC veya 56 ºC de sabit tutulmalıdır.
Üretim tankına ışık girmemeli ve ortam karanlık olmalıdır.
Üretim tankında minimum %50, optimum %90 oranında su olmalıdır.
Ortamda metan bakterilerinin beslenmesine yetecek kadar organik madde parçalanmış-öğütülmüş olarak bulunmalıdır.

Biyokütle ve Çevre

Biyoyakıtlar fosil yakıtlara oranla çevreye daha fazla yarar sağlamaktadır. En önemlilerinden biri çevreye salınan CO₂ miktarını (Sera Gazı) azaltmıştır. Bu enerjinin üretimi için evsel atıklarda kullanılabilir. Çevreye atılan çöpler veya evsel atıkların bu tesislere teslim edilmesi sayesinde çevre kirliliğinden ve de az da olsa enerji üretimine katkıda bulunacaktır.

Biyokütle Enerjisinin Avantajları

Biyokütle temiz, yenilenebilir bir enerji kaynağıdır. İlk enerjisi güneşten gelir ve bitkiler veya alg biyokütlesi nispeten kısa bir süre içinde yeniden büyüyebilir. Ağaçlar, mahsuller ve belediye katı atıkları sürekli olarak mevcuttur ve sürdürülebilir bir şekilde yönetilebilir.
Ağaçlar ve mahsuller sürdürülebilir bir şekilde yetiştirilmelidir. Bu şekilde yetiştirilirse solunum yoluyla karbondioksiti emdiklerinde karbon emisyonlarını dengeleyebilirler. Bazı biyoenerji süreçlerinde, yeniden emilen karbon miktarı, yakıt işleme veya kullanımda salınan karbon emisyonlarını bile aşıyor.
Rüzgar veya güneş gibi diğer yenilenebilir enerji kaynaklarının aksine, biyokütle enerjisi organizma içinde depolanır ve gerektiğinde toplanır.

Biyokütle Enerjisinin Dezavantajları

Tarım alanları için rekabet oluşturmaktadır. Çoğu biyokütle, gelişmek için ekilebilir arazi gerektirir. Bu, mısır ve soya fasulyesi gibi biyoyakıt ürünleri için kullanılan arazilerin yiyecek yetiştirmek veya doğal yaşam alanları sağlamak için kullanılamadığı anlamına gelir.
Biyokütle daha düşük bir “ fosil yakıtlardan daha fazla enerji yoğunluğuna” sahiptir. Biyokütlenin %50 kadarı enerji dönüşüm sürecinde kaybolan sudur. Su ihtiyacı fazladır.
Yanan biyokütle, karbon monoksit, karbon dioksit, nitrojen oksitler ve kirleticileri ve partikülleri serbest bırakır. Bu kirleticiler yakalanıp geri dönüştürülmezse, yanan biyokütle, duman oluşturabilir. Hatta fosil yakıtlar tarafından salınan kirleticilerin sayısını aşabilir.

Biyokütle hammaddeleri tahıllardan çöplere kadar çeşitlilik gösterir.

Biyokütle Kaynakları

1) Bitkisel Biyokütle Kaynaklar;

Ayçiçek, pamuk tohumu yağı, kanola, palmiye yağı, soya gibi yağlı tohuma sahip bitkiler.
Patates, buğday, şeker pancarı veya mısır gibi nişasta oranı yüksek bitkiler.
Keten, kenevir gibi elyaf bitkileri.
Bezelye ve fasulye gibi protein bakımından zengin bitkiler.
Saman, dallı ot, kök ya da kabuk gibi tarımsal atıklar.

2) Orman ve Orman Ürünlerinden Elde Edilen Biyokütle Kaynakları

Odun ve orman atıkları(enerji ormanları ve enerji bitkileri, çeşitli ağaçlar)

3) Hayvansal Biyokütle Kaynakları

Sığır, at, koyun, tavuk gibi hayvanların dışkıları, mezbahane atıkları ve hayvansal ürünlerin işlenmesi sırasında ortaya çıkan atıklar.

4) Organik çöpler, Şehir ve Endüstriyel Atıklardan Elde Edilen Biyokütle Kaynakları

Kanalizasyon ve dip çamurları, kağıt, sanayi ve gıda sanayi atıkları, endüstriyel ve evsel atık sular, belediye ve büyük sanayi tesisleri atıkları

Biyokütle Enerji Kullanım Alanları

Bu sistem pek çok farklı alanda kullanılmaktadır.

Isınma amaçlı kullanılır.
Elektrik motorlarının dönmesi için kullanılır.
Güçlü bir elektrik enerji üretim olanağı sağlar.
Gübre ve benzeri gibi pek çok ürünün oluşumu açısından öne çıkar.

Teknolojinin gelişmesi ve araştırmalar sonucu, biyokütle enerjisi kullanım alanları her geçen gün artmaktadır. Kısaca biyokütle enerjisi ısınma ve ısıtma ihtiyacı, enerji veya elektrik, yan ürün oluşumu ve biyoyakıt üretimi alanlarında kullanılmaktadır.