Enerji

Biyo Enerji – BiyoDizel – BiyoGaz

BiyoGaz alternatif enerji türleri arasında son zamanlarda rağbet görmeye başlayan bir enerjidir. BiyoGaz ile bir çok tesis enerji üretmekte ve çevreye verdikleri zararı en aza indirmektedir. Biyogaz ile birlikte biyodizel gibi bitkisel yağlar gibi biyogaz’a destek olan biyo enerji kaynakları bulunmaktadır.

Yeni yeni gelişen biyogaz kaynakları ve biyogaz tesisleri ile elektrik üretimi oldukça cazip bir duruma gelmiştir.

Yeryüzünde bilinen enerji kaynaklarının sınırlı olması ve çevre faktörleri, bu kaynakları daha ekonomik kullanmaya ve daha iyi yönetmeye yöneltmektedir. Özellikle fosil kökenli (petrol ve ürünlerinin) kaynakların yerini alabilecek yeni, çevreci ve yenilenebilir enerji kaynaklarının araştırılması ön plana çıkmıştır. Bitkisel yağlar ve alkol gibi yenilenebilir kaynaklı alternatif motor yakıtları, petrol ve ürünlerinin daha ucuz ve çok üretilmesi nedeniyle, petrol ile rekabet edememiştir.

Ancak, 1970’li yılların ortalarında yaşanan petrol krizi, petrol ürünlerinin piyasadan çekilmesine ve buna paralel olarak da fiyatının artmasına neden olmuştur. Dünya petrol rezervlerinin belirli bölgelerde toplanmış olması, siyasi ve ekonomik nedenlerden zaman zaman petrol krizleri yaşanmış ve günümüzde de yaşanmaya devam etmektedir.

Bütün bunların yanısıra petrolün belirli bir rezerve dayalı sonlu kaynak olması ve motor teknolojisinin de petrole bağımlı gelişmesi, mevcut motor teknolojisinde fazla bir değişiklik yapmadan, dizel yakıtına alternatif olacak yeni ve daha çevreci yakıtların araştırılarak ortaya çıkarılması zorunlu hale gelmiştir. Bu konuda özellikle, tarımsal potansiyeli yüksek olan ülkelerde bitkisel yağlar ön plana çıkmaktır. Bitkisel yağların ve atıkları, motor yakıtı olarak kullanımı üzerinde, ülkemizinde içinde bulunduğu çeşitli ülkelerde çok sayıda araştırma yapılmıştır.

Araştırma sonuçları, bitkisel yağların ve atıklarının içten yanmalı motorlarda, motorin yerine kullanılabilecek özelliklere sahip olduklarını göstermiştir. Motor yakıtı olarak kullanılabilecek bitkisel yağların başlıcaları; kolza yağı, soya yağı, ayçiçek yağı, keten tohumu yağı, yer fıstığı yağı, pamuk tohumu yağı, aspir yağı ve bunların kullanılmış şekilleridir.

BİYODİZEL, BİYOGAZ VE BİTKİSEL YAĞLAR

Bugün, bio-yakıtların kullanılması ile çevresel yararlar arttı. Bio-yakıtların çevresel faydalarına karşın, CO2 kararsızlığı (bitkilerin büyümeleri süresince çok fazla CO2 tüketmeleri) gözardı edilemez. Bazı çalışmalara göre CO2 dengesi, asit yağmurları gözönüne alındığında olumsuz bir etken olmaktadır. Bir çok bitkisel yağ, doğrudan dizel yakıtların yerine kullanılabilmektedir. Ancak bunların kullanımı sırasındaki tamamlanmamış yanma problemi ortaya çıkmaktadır.

Ayrıca yağlama yağının sulanmasına, püskürtme nozullarının koklaşmasına, silindirlerin aşınmasına ve bitkisel yağların polimerleşmesi gibi problemler ortaya çıkabilmektedir. Soğuk havada çalışma, güvenilir olmayan ateşleme ve ateş almama, ısıl verimin azalması uzun dönem dizel yakıtların yerini alacak bitkisel yağların diğer olumsuz etkenleridir. Bitkisel yağlardan, kimyasal değişimle daha üstün yakıtlar elde etmek mümkündür. İyi bilinen bir örnek yağlı etil asit içersindeki dönüşüm işlemidir. En yaygın biodizel yakıt kolza metil esteri (RME)’dir. Burada, bitkisel yağların dizel motorlarda kullanılabilirliği ve kolza bitkisinin yakıt olarak kullanılmasından bahsedilecektir.

BİTKİSEL YAĞLAR

Kolza tohumu, keten tohumu, pamuk, ayçiçeği, biber, yerfıstığı, hindistan cevizi, hurma ve diğerler bitkisel yağlar, dizel motorlarda aday alternatif yakıtlardır. Bugün, bio-yakıtların kullanılması ile çevresel yararlar arttı. Bio-yakıtların çevresel faydalarına karşın, CO2 kararsızlığı (bitkilerin büyümeleri süresince çok fazla CO2 tüketmeleri) gözardı edilemez. Bazı çalışmalara göre CO2 dengesi, asit yağmurları gözönüne alındığında olumsuz bir etken olmaktadır. Bir çok bitkisel yağ, doğrudan dizel yakıtların yerine kullanılabilmektedir. Ancak bunların kullanımı sırasındaki tamamlanmamış yanma problemi ortaya çıkmaktadır.

Ayrıca yağlama yağının sulanmasına, püskürtme nozullarının koklaşmasına, silindirlerin aşınmasına ve bitkisel yağların polimerleşmesi gibi proplemler ortaya çıkabilmektedir. Soğuk havada çalışma, güvenilir olmayan ateşleme ve ateş almama, ısıl verimin azalması uzun dönem dizel yakıtların yerini alacak bitkisel yağların diğer olumsuz etkenleridir. Bitkisel yağlardan, kimyasal değişimle daha üstün yakıtlar elde etmek mümkündür. İyi bilinen bir örnek yağlı etil asit içerisindeki dönüşüm işlemidir. En yaygın biodizel yakıt kolza metil esteri (RME)’dir.

TÜRKİYE’NİN BİTKİSEL YAĞ POTANSİYELİ

Ülkemizde bitkisel yağlar halen yemeklik yağ olarak tüketildiğinden, ekiliş ve üretim miktarları bu alana cevap verecek düzeydedir. Bitkisel yağların ve atıklarının motor yakıtı olarak kullanılabilir duruma gelmesiyle, bu alandaki üretimin artırılma olasılığı mevcuttur. Ayrıca Güneydoğu Anadolu (GAP) projesinin faaliyete geçmesiyle 1.7 milyon hektar alan sulanır hale gelecektir. GAP bölgesinde yetiştirilecek bitkiler içerisinde, yağ bitkileri yönünden de önemli bir potansiyel olacaktır. Yağ bitkilerinin ekiliş alanları, yağ oranları, üretim verimleri ve üretim miktarları aşağıdaki tabloda verilmektedir.

Atık Bitkisel Yağ Metil Esterin Elde Edilmesi

1. Bitkisel yağ ön işleme tabi tutulur.

2. Metanol ve katalizör ile ön karıştırma.

3. Reaksiyon Basamağı.

4. Faz ayırma işlemi. (Ticari amaçlı Gliserin)

5. Yıkama.

6. Biodizel Elde Edilmesi.

DÜNYA BİTKİSEL YAĞ POTASİYELİ

1998/99 sezonunda dünya bitkisel yağ üretiminin 77,62 milyon ton, tüketiminin ise 76,88 milyon ton olarak gerçekleştiği 1999/2000 sezonu için ise bu rakamların %5 oranında artacağı öngörülmektedir. Soya, palm, kolza ve ayçiçek yağları dünya bitkisel yağ üretimi ve tüketimindeki %83’lük payları ile en önemli yere sahip olan ürünlerdir.

Üretim 1995/96 1996/97 1997/98 1998/99 1999/00

Soya 20,15 20,65 22,86 23,62 24,13
Palm 16,25 17,73 17,07 19,27 20,60
Ayçiçek 8,95 8,62 8,33 9,08 9,30
Kolza 11,28 10,84 11,32 12,20 13,37
Pamuk 4,15 3,87 3,76 3,63 3,79
Yerfıstığı 4,15 4,50 4,17 4,44 4,65
Hindistancevizi 3,15 3,72 3,41 2,97 3,47
Palm çekirdeği 2,12 2,26 2,26 2,41 2,58

Toplam 70,20 72,19 73,18 77,62 81,89

Tüketim

Soya 19,70 20,61 22,55 23,54 23,89
Palm 15,71 17,18 17,36 18,73 20,41
Ayçiçek 8,61 8,90 8,37 9,05 9,26
Kolza 11,09 10,92 10,97 12,01 13,09
Pamuk 4,10 3,82 3,77 3,73 3,79
Yerfıstığı 4,12 4,51 4,16 4,42 4,60
Hindistancevizi 3,18 3,44 3,34 3,04 3,42
Palm çekirdeği 2,03 2,21 2,16 2,36 2,45

Toplam 68,54 71,59 72,68 76,88 80,91

Tablo 2. Dünya Bitkisel Yağ Üretim/Tüketim Miktarları (Milyon Ton).

KOLZA YAĞININ DİZEL MOTORLARDA KULLANILMASININ ARAŞTIRILMASI

Kolza Bitkisi, Kolza, ilkbaharda çiçek açan ve yağ bitkileri içerisinde hasada en erken gelen bitkilerdendir. Uzun gün bitkisi olup kışlık ve yazlık olarak yetiştirilebilir. Yazlıklar 100-120, kışlıklar 120-150 günde hasada gelir. Ekseri yağ bitkisi sıcak iklimde yetişir ve kışlık ekinleri pek azdır. Kolzanın kışlık olarak ekilebilmesi ekim ve hasat dönemindeki iş dağılımına uygun bir çalışma imkanı sağlar. Kolza tohumu küçük, yuvarlak ve kaygan olduğundan ekimden önce iyi bir tohum yatağı ister. Kışlık ekimlerde hububat hasadı dipten yapılarak gölge tavı kaçırılmadan tarlanın anızı bozulur. Eylül ayı başında dipkazan, çizer veya kazayağı ile toprak dipten işlenerek kabartılır.

Türkiye’de Kolza Metil Ester Üretimi

Yurdumuzda üretilen bitkisel ve hayvansal yağlar tüketimini karşılayacak düzeyde değildir. Yemeklik yağ üretiminde bitkisel yağların önemi çok daha fazla olmasına rağmen yağ bitkilerinin hasat ve harman işlerinin zor olması ve maliyetteki yükselmeler nedeniyle ekiliş alanları yeterli olmaktadır. Bu bakımdan tohumlarında %38-50 oranında yağ bulunan, tarımı son derece kolay, kolza bitkisinin gereken ilgiyi görmesiyle ülkemizde yağ açığının kapatılmasına önemli oranda katkıda bulunulabilir.

Türkiye bugün, yılda 500 bin ton bitkisel yağ ithal eden bir ülke durumundadır. Nüfus artışına bağlı olarak artan yağ ihtiyacının karşılanabilmesi için yağ üretiminin artırılması zorunludur. Kolza, bitkisel yağ açığının kapatılmasında önemli rol oynayacak bir yağ bitkisidir. Kolza küspesi %67 oranında protein ihtiva etmesi nedeniyle aynı zamanda hayvan yemi için iyi bir hammaddedir. Kolza tohumu hiçbir işlem görmeden besi rasyonuna %10, kanatlı rasyonuna %20 oranında katılarak doğrudan besi materyali olarak kullanılabilir. Aynı zamanda nisan ayından hasada kadarki 4 aylık dönem boyunca çiçekliliğini muhafaza etmesi nedeniyle iyi bir bal bitkisidir.

Dünyada, yaklaşık 220 milyon hektar alanda ekimi yapılan kolzanın anavatanı Anadoludur. Ülkemiz arazilerinde çok yaygın olarak görülen hardal bitkisi, kolzanın yabani formudur. Son yıllarda gelişmiş ülkelerdeki ekimi ve üretimi devamlı artan kolza, 1970’li yıllarda ülkemiz çiftçisi tarafından üretimi yapılmış bir bitkidir.

Ancak 1977 yılında Sağlık Bakanlığının yaptığı kontroller sonucu insan sağlığı için zararlı olduğu bilinen erüsik asit muhtevesanın %5 sınırını aştığının görülmesiyle kolza ekimine yasak getirilmiştir. Bununla beraber koza bitkisinin ekonomik ve tarımsal önemi yanısıra yağ bileşiminin kalitesine ilave bazı gelişmiş ülkelerde yapılan çalışmalar sonucu erüsik asitten arındırılmış yeni çeşitler üretilerek geçtiğimiz yıllar içerisinde kanola adıyla piyasaya sürülmüştür.

Avrupa’da kolza yağının kullanımı ile ilgili yapılan çalışmalarda, kolza metil esterin dizel yakıtına göre aşağıdaki üstünlüklere sahip olduğu belirtilmiştir.

1. Kolza yağından elde edilen yakıtın enerji değerinin yeterli miktarda olmaktadır.

2.Yakıtın yanma sonucu açığa çıkan atık gazların atmosfere olan etkisi yönünden olumlu sonuçlar verdiğini ve %15-30 oranında daha az zararlı gaz açığa çıkarmaktadır.

3. Biodizelin zehirsizdir ve toprakta hızlı bir şekilde indirgenmektedir.

4. Biodizelin dolumu sırasında depodan zararlı gaz açığa çıkmamaktadır.

5.Biodizelin iyi bir yağlama kabiliyetine sahiptir ve böylece yüksek derecede motor aşınmasını engellemektedir.

6.Biodizelin yanması sırasında çevreye atılan zararlı gazlar, dizel yakıtına göre; %15 daha az CO, %27 daha az HC, sadece %5 daha fazla NOX, %22 daha az partikül, %50 daha az is ve %10 daha düşük ısıl değeri, buna karşın ortalama yakıt tüketiminin yaklaşık olarak dizelden %3 fazla olduğu belirtilmiştir.

BİYODİZEL

Biodizel yerli bir üretimdir. Biodizel yenilenebilir bir yakıttır, bitkisel yağlardan ve artık restoran yağlarından üretilebilir. Biodizel güvenlidir, bakterilerle ayrışabilir, hava kirletici partikül maddeler, karbon monoksit ve hidrokarbon gibi kirleticileri azaltır. %20 biodizel ile %80 petrole dayanan normal dizel yakıt karışımı (B20) dizel motorlarda değişiklik yapılmadan kullanılabilmektedir.

Biodizel hiçbir katkı yapmadan saf biçimde (B100) de kullanılabilmektedir. Fakat biodizel saf olarak kullanıldığı zaman performans proplemleri ve bakımdan kaçınmak için motorda değişikliklerin yapılması gerekebilir. Biodizel (yağlı asid alkali ester) yeni ve kullanılmış bitkisel ve hayvansal yağlar gibi yenilenebilir kaynaklardan doğal olarak yapıldığından dizel yerine temiz yanan bir yakıttır.

Biodizel aynen normal dizel yakıtlar gibi ateşlemeli motorlarda kullanılabilir. %20 biodizel karışımı hemen hemen bütün dizel ekipmanları ile kullanılabilmektedir ve bir çok depolama ve dağıtım ekipmanı ile uyumludur. Düşük miktardaki karışımlarda (%20 ve daha az) motorda herhangi bir değişikliğe gerek yoktur.Yüksek miktardaki karışımlar, hatta saf biodizel (%100 biodizel veya B100) 1994 yılından beri yapılan bir çok motorda kullanılabilmektedir.

Geleneksel dizel motorda biodizelin kullanımı yanmamış hidrokarbonlar, karbon monoksit, PAH (polycyclic aromatic hydrocarbons), n-PAH (nitrated polycyclic aromatic hydrocarbons) ve partikül madde emisyonlarını önemli miktarda azaltmaktadır. Buradaki emisyonlardaki azalma; dizel yakıt miktarı arttıkça (dolayısıyla biodizel miktarı azaldıkça) artmaktadır. En iyi azalma saf biodizelde (B100) görülmektedir.

Biodizel kullanımı ile partikül maddelerde katı karbon parçaları azalır, (biodizel de yanma daha fazla tamamlandığından oksijen CO2’e dönüşür) kükürt bileşikleri 24 ppm’den daha azdır, buna karşın çözülebilir maddeler veya hidrokarbonlar artar yada aynı miktarda kalırlar.

Bundan dolayı, biodizel katalizatör (buradaki katalizatör dizeldeki çözülebilir parçaları azaltır, fakat katı karbon parçalarını değiştirmez), egzoz gazlarının yeniden dolaşımı gibi yeni teknolojilerle daha iyi çalışır.Azot oksit emisyonu (NOx) yakıttaki biodizelin konsantrasyonu ile artmaktadır. Biodizelin fiziksel özellikleri geleneksel dizel yakıta çok benzerdir. Buna rağmen, emisyon özellikleri dizel yakıttan daha iyidir. Biodizelin fiziksel özellikleri Tablo 3’de verilmiştir. Biodizelin üretim şeması aşağıda verilmiştir.

Tablo 3. Biyodizelin Fiziksel Özellikleri.

Özgül Ağırlığı 0.87 ~ 0.89

Kinematik Vizkozitesi @ 40°C 3.7 ~ 5.8

Setan Sayısı 46 ~ 70

Üst Isıl Değeri (btu/lb) 16,928 ~ 17,996

Kükürt Oranı % 0.0 ~ 0.0024

Karışım Sıcaklığı °C -11 ~ 16

Akma Sıcaklığı °C -15 ~3

İyot Sayısı 60 ~ 135

Alt Isıl Değeri (btu/lb) 15,700 ~ 16,735

EMİSYON PERFORMANSI

Yakıt çok az kükürt içerdiğinden dolayı SO2 (kükürt dioksit) emisyonu bakımından kolza metil ester’nin taşıtlarda kullanılmasının önemli yararları olduğu belirtilmektedir.

Esterleşme Dönüşümü sonuçları; motor çalışma şartlarına ve kullanıma bağlı olarak önemli değişiklikler göstermektedir. Bu faktörler, egzoz emisyon oranlarında büyük farklılıklara neden olmaktadır. Pachter ve Hohl emisyon performanslarını belirlemek için yaptıkları testlerde ECER49-13 motor testini kullandılar. Onların yaptıkları test sonuçlarından kolza metil ester’in kullanılması ile HC emisyonu dizel yakıttan %50 daha düşük olduğu, NOX emisyonunun önemsiz miktarda yüksek olduğu ve CO emisyonunun önemsiz miktarda düşük olduğunu tespit etmişlerdir.

Emisyon oranlarındaki değişimle motor ortalama efektif basıncı (mep) dikkat edilmesi gereken parametrelerdir. Kolza metil esterde (RME) ve dizel yakıtlarda HC emisyonu; NOX ve CO emisyonundan daha fazla gözönüne alınır. Bu göstermektedirki; taşıt çevrimleri, egzoz emisyon özelliklerini belirlemede önemli bir rol oynamaktadır. Yapılan çalışmalarda, kolza metil ester ve soya metil ester (SME)’in kullanımı ile egzoz emisyon test sonuçlarını dizel bir motor için (DDC 6V-92TAC iki stroklu otobüs motoru) düşük kükürtlü (%0.05) dizel motoru US EPA’ya göre test edilmesi ile elde edilen sonuçlar. Tablo 4’de gösterilmiştir.

NOX emisyonu, kolza metil ester dizel yakıttan 1/5 oranında daha yüksektir. HC ve partikül emisyonu, kolza metil ester’de değişik oranlarda daha düşüktür. Dizel motorlu bir yolcu motorunda (Peugeot XUD-9)’de kullanılması halinde CO emisyon değeri daha yüksektir, daha güçlü motorlarda bunun tersi durum vardır.

İsviçre federal Malzeme ve Araştırma Laboratuarı 12 lt. 18 kw. gücünde, 6 silindirli Mercedes-Benz Marka dizel motoru; normal dizel yakıtı kullanarak, düşük kükürtlü (%0.06) kullanarak ve Avusturya ve İtalya üretimi RME yakıtı kullanarak ECE -R49 test yöntemine göre test etmeye çalışmıştır.

Test sonuçlarından, kolza metil ester’in özgül yakıt tüketiminin normal dizel yakıt’tan yaklaşık %12 daha yüksek olduğunu ve motor gücündeki düşmenin %1.8-7.5 arasında olduğu nu ortaya koymuştur. Normal dizel yakıta göre; RME yakıtının ürettiği egzoz emisyonları CO %33 daha düşük, NOx %12 daha yüksektir, HC ve partikül madde %5 daha yüksektir. Oksidatörlü katalizör filtre birleşimiyle; normal dizel yakıta göre CO emisyonu %80 azaltılabilir, NOx emisyonu değişmez, HC emisyonu %75 daha az ve partiküller %90 daha az olmaktadır. Avusturya’da 2,3 lt turboşarjlı DI dizel motorda RME ve dizel yakıt kullanılması ile elde edilen egzoz emisyon sonuçları Şekil 1.’de verilmektedir.

RME’ NİN AVANTAJLARI

Dizel yakıt performansı ile karşılaştırıldığında, daha iyi tutuşma özelliğine (setan sayısı oranı) sahiptir. Dizel yakıt ile karışımı mümkündür. Eğer vuruntu varsa, yakıt tüketimi artar.

RME’ NİN DEZAVANTAJLARI

Dizel yakıttan daha az ısıl değere sahiptir. Bu yüksek vizkozitesiyle kismen dengelenebilir. Dizelden daha yüksek vizkoziteye sahiptir. Soğutma filtre plug noktası daha yüksektir. Motor yağının sulanması ve giriş valfinde karbon birikmesi sürekli problemdir. Bazı lastik ve polimerli bileşikler için uygun değildir.

RME’ NİN EMİSYON PERFORMANSI

Hafif taşıtlarda: NOX emisyonu %20 civarında, HC emisyonu %20-30 civarındadır. CO emisyonu değişkendir. Partikül maddeler %20-40 civarındadır.

Ağır taşıtlarda : NOX emisyonu %20’ nin üzerindedir. HC emisyonları %20-75 arasındadır. CO emisyonu %10-50 oranında ve partiküller %5-40 arasındadır.

BİYODİZEL ENDÜSTRİSİ

Dünyadaki biodizel endüstrisi çok hızlı bir şekilde büyümektedir. Ülkemizde ise; bazı Üniversitelerde (Uludağ Üniv.) bu konu ile ilgili araştırmalar yapılmaktadır. Amerikada biodizel üreten yedi tane firma vardır. Biodizelin çoğu okul servis araçlarında ve toplu ulaşım araçları gibi geniş müşteri kitlelerine B20 olarak satılmaktadır. Bir çok ülkede biodizel yakıtı mevcut değildir. Buda biodizelin kullanımının yaygınlaşmasını engellemektedir. Diğer bir engel ise; biodizelin pahalı olmasıdır.

Biodizelin galonu (3.785 lt) Amerika’da vergi hariç 1.5-2.25 $ satılmaktadır. Bu miktara %50 vergi oranı ilave edildiği zaman fiyat artmakta ve buda halkın B20’yi tercih etmemesine neden olmaktadır. Amerika Enerji Bakanlığı gelecek 5 yıl içerisinde biodizelin galon fiyatının 1$ altına düşürmek için çalışmalar yapmaktadır. Amerikada biodizel yakıtı için yakıt standardı oluşturulmuştur. Biodizelin standardı ASTM PS 121’dir. Biodizelin Özellikleri Tablo 5’de verilmektedir.

Tablo 5. Biodizelin Özellikleri.

Yakıt Özellikleri Dizel (Motorin) Biodizel

Yakıt Standardı ASTM D975 ASTM PS 121

Yakıt Bileşimi C10-C21 HC C12-C22 FAME

Alt Isıl Değer 130.250 120.910

Kinematik Vizkozite 40 °C 1.3-4.1 1.9-6.0

Özgül Ağırlık kg/lt 60 °F 0.85 0.88

Yoğunluk lb/gal 15 °C 7.079 7.328

Su ppm ağırlık olarak 161 %0.5 max.

Karbon,% ağırlık olarak 87 77

Oksijen,% ağırlık olarak 0 11

Sülfür % Ağırlık 0.05 max. 0

Kaynama Noktası °C 188-343 182-338

Parlama Noktası °C 60-80 100-170

Atomizasyon Noktası °C -15+5 -3-+12

Sıvılaşma Noktası °C -35–15 -15-+16

Setan Sayısı 40-55 48-60

Ateşleme Sıcaklığı °C 316

Hava/yakıt oranı 15 13.8

BOCLE Scuff, gram 3.600 >7.000

HFRR, microns 685 314

BİYOGAZ ENERJİSİ

Çiftlik gübresi yani hayvan gübresi başta olmak üzere, çeşitli organik artıkların (bitkisel artıklar, deniz ve kara yosunları, özel olarak yerleştirilen bazı bitkiler gibi) oksijensiz bir ortamda fermantasyona uğratılması sonucu elde edilen yanıcı gaz karışımına biyogaz denir. Biyogaz Metan gazı CH4 organik kökenli kaynaklara dayanan bu enerji üretim yöntemlerinde temel enerji kaynağı organik kökenli artık ve atıklardır. Bunlar değişik amaçlarla değerlendirilmiş olabilirler.

Örneğin ot ve saman artıkları, kent ve çöpleri tarla ürün artıkları hayvan besi artıkları çiftlik hayvancılığının küçük ve büyükbaş hayvan dışkıları vb. olabilecekleri gibi bizzat bu amaçla yerleştirilen bazı bitkiler (yeşil gübre) ve deniz yosunları (alg, diyamolit) ya da karayosunları (likenler) olabilirler. Bunlardan belli bir miktarı tekniğine uygun olarak inşa edilmiş havasız bir depoda toplanarak depolanırsa belli aşamalarda kimyasal tepkimelerin oluşması ve yanıcı gaz karışımının açığa çıkması mümkün olmaktadır. Bu nedenle de dönüştürülmüş enerji üretmek için yararlanılan bu gibi organik kökenli maddelere genel bir terimle biyomas ve bunlardan elde edilen enerjiye ise biyomas enerjisi adı verilmektedir.

Terimi oluşturan biyo canlı, mas (maas) ise kütle veya yığın, başka bir ifade ile enerji elde edilecek tesise enerji maddesinin yığılıp depo edilmesi gibi anlamlara gelmektedir. Dolayısıyla da bu gibi organik kökenli artıklardan elde edilen enerjiye biyomas enerjisi denir. Bununla birlikte bu konuda dilimizde genellikle biyogaz (canlı gaz) terimi kullanılmaktadır. Gazın, canlısı veya cansızı olamayacağı için terim olarak ya organik gaz ya da biyomas enerji kaynağı şeklinde ifade edilmesi uygun olacaktır.

Sözü edilen enerji kaynağı, bu güne kadar ki uygulamalardan anlaşıldığına göre, hayli ekonomik bir kaynaktır. Örneğin bir ton biyomas maddesinin havasız bir ortamda fermente edilmesi sonucu, 1.2 varil petrol eşdeğeri bir enerjinin elde edilebileceği hesaplanmıştır. Öte yandan biyomas kaynaklardan elde edilen yanıcı gaz karışımının m3 ’ü başına % 40 ila % 70 oranında metan gazı, % 30 ila %55 oranında karbondioksit ve diğer oranların ise azot, hidrojen ve hidrojen sülfür gibi maddelerden oluştuğu anlaşılmıştır.

Biyogaz Akış Şeması
Biyogaz Akış Şeması

Biyomas Enerjisinin Geçmişteki Önemi ve Bugünkü Yararlanma Alanları

Biyomas enerji kaynaklarının en önemlisi, tahmin edilebileceği üzere hayvan gübresi kaynağıdır. (biyogaz) Bu kaynağın yakıt olarak kullanılmaya başlanması her halde insanın yerleşik düzene geçmesiyle birlikte başlar. Ancak hiç şüphe yok ki bu konuda belli bir tarih ve belge göstermek pek mümkün değildir. Ancak hayvan gübresinden tezek yapımı ve bunun yakıt olarak kullanılması, elbette yüzyıllar öncesinden başlanmıştır.

Birçok ülkede köylü nüfus, bugün de ısıtma, ısınma ve pişirmede bu kaynaktan geniş ölçüde yararlanır. Asya, Avrupa ve Güney Amerika ülkelerinde, ormandan yoksun otsu bitki formasyonu bölgeleri yani step toplumları, günümüzde de en güvenilir ısınma ve pişirme işleri hayvan gübresinden yapılan tezekten sağlanmaktadır. Özellikle iç bölgeler köy ve hatta bazı kent yerleşmelerinde tezek yapımı ve yakıt olarak kullanılması eski çağa kadar gerilere götürebilir. Bu bakımdan tezeği geleneksel yakıtlar veya enerji kaynaklarının kullanılışı en eski olanlardan biri olarak kabul etmenin kuşkusuz hiçbir sakıncası yoktur.

SONUÇLAR

Yapılan çalışmalardan, Biodizel yakıtından elde edilen efektif moment ve güç değerlerinin bir miktar düşük çıkması, yakıtın ısıl değerinin dizel yakıtının ısıl değerine göre düşük olması ile açıklanabilir. Biodizel kullanılması ile elde edilen is emisyon değerleri, dizel yakıtına göre düşük yüklerde daha düşük çıkmıştır. Değerlerin düşük olmasının nedeni, biodizel yakıtı içerisindeki oksijen fazlalığından kaynaklanmaktadır. Silindir içerisine enjekte edilen yakıttaki oksijen fazlalığından kaynaklanmaktadır. Silindir içersine gönderilen yakıttaki oksijen fazlalığı, yakıtın dizel yakıtına göre daha iyi yanmasını sağlar.

Bunun sonucu olarak, dışarıya atılan gazlar daha az olur. Ayrıca biodizel atıkları, bitkisel kaynaklı olduğu için doğaya zarar vermeksizin, bitkiler tarafından enzimlenerek tekrar kullanılır. Atık yağ metil esterlerin (biodizel) dizel yakıtına alternatif olarak kullanılabileceği, kullanıldığı taktirde motor performansında önemli bir değişim olmayacağı ve emisyonların düşeceği tespit edilmiştir. Ülkemizin içerisinde bulunduğu durum da dikkate alındığında, bu tür alternatif yakıtların kullanımının ciddi ekonomik katkı sağlayacağı bilinmelidir Biodizel yakıtının yurdumuzda kullanılmasıyla, çevre kirliliğinin çözümünde katkı sağlanacak,

Türkiye’nin petrole olan ihtiyacı bakımından dışa bağımlılıktan kurtulmasına yardımcı olacaktır. Atık bitkisel yağların ülkemizde alternatif yakıt olarak kullanımının mümkün olabileceği, ülke ekonomisine ve çevreye büyük katkı sağlayacağı söylenebilir.

İlgili Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Reklam Engelleyici

Reklam engelleyici eklenti kullandığınızı fark ettik. Muhendisiz.Net web sitesini verimli kullanabilmek için lütfen reklam engelleyiciyi kapatınız.