GELENEKSEL VE YENİLEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI

Kanalizasyon Atıkları
Şehir kanalizasyonu çevreyi kirletici bir unsur değil de besleyici mineralleri yüksek bir doğal kaynak, doğal gübre olarak kabul edilmektedir. Bu tip atıklar da hayvansal atıklar gibi biyogaz üretiminde (atıkların havasız ortamda bozundurulması ile yakıt gazı üretimi) değerlendirilmektedir. Kanalizasyon atıklarının değerlendirildiği diğer alan ise piroliz (havasız ortamda bozundurma) yöntemidir.

Nem Giderme ve Kurutma
Nem giderme; biyokütlenin içermiş olduğu tüm nemin sıvı olarak uzaklaştırılmasıdır. Kurutma da benzer bir prosestir. Nem giderme ile kurutma arasındaki temel fark; kurutma
işleminde nem, buhar olarak uzaklaştırılmaktadır.
Eğer bir biyokütle termal dönüşüm prosesi kullanılarak enerjiye dönüştürülecekse
prosesten önce neminin belli bir seviyeye indirilmesi gerekmektedir. Belli bir seviyeye
düşürülmediği zaman dönüşüm prosesi için harcanan enerjinin önemli bir kısmı onu kurutma esnasında harcanacaktır.
Uygulanabildiği takdirde güneş kurutması en düşük maliyetli olanıdır. Bunun yanında, güneşte kurutmanın bazı dezavantajları da bulunmaktadır: Proses yavaştır ve o bölgenin iklim koşullarına bağlıdır. Ancak, güneşte kuruyamayacak ham maddeler endüstriyel
kurutucular yardımıyla kurutulmalıdır. Püskürtücülü kurutucular ve sıcak hava akımlı
fırınlar endüstriyel kurutuculara örnek olarak verilebilir.

Biyodizel: Yağlı tohumbitkilerinden elde edilen yağlar, atık kızartma yağları veya
hayvansal yağların kısa zincirli bir alkol ile bir katalizör ortamında reaksiyona girmesi ile oluşan C16-C18 yağ asidi zincirlerinden oluşan yakıta biyodizel denir.

Biyokütlenin yapısında;
• ekstraktifler
• selüloz, hemiselüloz ve lignin
• lipitler, protein, nişasta, esterler, trigliseridler bulunur.

Ekstraktiflere örnek olarak şekerler, tanenler, nişastalar, zamk, reçine verilebilir. Ekstraktif bileşenler birçok biyokütlenin çürüme ve böceklere karşı direnç kazanma özelliğinden sorumludur.

Selüloz, 325-400ºC sıcaklık aralığında bozunur.

Briketleme ve pelletleme; biyokütlenin yüksek sıcaklık ve en önemlisi basınç altında sıkıştırılarak mümkün olan en küçük alana en fazla ürün sıkıştırma yöntemidir.

Fermentasyon: Ham maddenin mikroorganizmalarla birlikte enzimatik yolla değerli ürünlere dönüştürüldüğü prosese fermantasyon denir.

Flash Piroliz: Amaç sıvı ve gaz ürünü maksimize etmektir. Karbonizasyon ve hızlı pirolizle karşılaştırıldığında çok hızlı ısıtma hızlarına sahiptir (<700ºC/s) ve daha düşük katı alıkonma süresine sahiptir (<0,5 s). 650ºC ve daha yüksek çalışma sıcaklıklarında çalışılır.

Pirolize etki eden ve piroliz ürün dağılımlarını değiştiren bazı faktörler bulunmaktadır. Bunlar;
• Biyokütle bileşimi
• Parçacık boyutu
• Sıcaklık
• Isıtma hızı
• Basınç
• Piroliz ortamı
• Katalizör olarak sıralanabilir.

Yenilenebilir enerji kaynakları içerisinde biokütle; enerji açısından önemli bir yere sahiptir. Biyolojik kökenli, fosil olmayan, 100 yıllık periyottan daha kısa zamanda yenilenebilen organik maddeler biokütle olarak tanımlanmaktadır. Biyokütle enerjisi ise, yeşil bitkilerin güneş enerjisini fotosentez yoluyla kimyasal enerjiye dönüştürerek depolaması sonucu oluşan biyolojik kütle ve buna bağlı olarak organik madde kaynaklarından üretilen enerji olarak tanımlanmaktadır. Biokütle enerjisi CO₂ salınımına net katkısı olmayan başlıca enerji kaynağıdır, yani atmosferdeki karbondioksit derişimini artırmaz. Biyokütle, iklim sisteminde önemli bir role sahiptir. Biokütle aslen çok eskiden bilinen bir enerji kaynağıdır. Eski çağlarda insanlar yaşamlarını sürdürebilmek amacı ile bitki ve odun parçalarını yakarlardı. Daha sonraki yıllarda bunlara hayvan tezekleri de eklendi. Az gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerde kırsal kesimlerde hâlâ insanlar enerji tüketiminin yaklaşık %35’ini bu yolla karşılamaktadır. I,III,V,VI. Maddelerdeki ifadeler doğru olduğundan doğru cevap B’dir. Sayfa :141-142

Biyokütle enerjisi sürdürülebilir, çevresel açıdan dost ve ekonomik güvenirliğe sahiptir.

Biyokütle enerjisinin beş temel kullanım alanı bulunmaktadır: 1. Gelişmekte olan ülkelerde geleneksel evsel kullanım: Bu amaçla; yakacak odun, odun kömürü ve tarımsal atıklar başlıca evsel pişirme (kuzine gibi), aydınlatma ve ortam ısıtması amacıyla kullanılmaktadır. Bu yolla biyokütlenin faydalı enerjiye dönüşümü genellikle %5-15 arasındadır. 2. Geleneksel endüstriyel kullanım: Pik demir, tuğla ve kiremit üretimi gibi proseslerde biyokütle kaynağının bedava enerji kaynağı olarak düşünülen kullanımı. 3. Modern endüstriyel kullanım: Özellikle gelişmiş ülkelerde endüstriler biyokütleyi ısıl dönüşüm teknikleri ile yararlı ürünlere dönüştürmektedirler. Böyle bir dönüşüm prosesinin etkinliği %30-55 arasındadır. 4. Daha yeni bir dönüşüm prosesi olan kimyasal dönüşüm prosesleri (“yakıt hücresi”) 5. Biyolojik dönüşüm prosesleri: Biyogaz üretimi için anaerobik (havasız ortam) bozundurma ve alkol üretimi için fermentasyon. Doğru cevap E’dir. Sayfa: 143

Atık biyokütle kaynakları çok çeşitlidir. Bunlar;

Sayfa:144

Çöpler; çok çeşitli atıklardan oluşmaktadır. Çöplerin biokütle kaynağı olarak kullanılabilecek kısmının %80 olduğu bilinmektedir ve çöplerin enerjiye dönüştürülebilecek kısımlarını ise kâğıt, odun parçaları ve plastikler oluşturmakla birlikte en yüksek pay kâğıt atıklarındadır. Doğru cevap D’dir. Sayfa: 144

Uygulanabildiği takdirde               güneş   kurutması           en           düşük   maliyetli              olanıdır. Bunun yanında, güneşte kurutmanın bazı dezavantajları da bulunmaktadır: Proses yavaştır ve o bölgenin iklim koşullarına bağlıdır. Ancak, güneşte kuruyamayacak ham maddeler endüstriyel kurutucular yardımıyla kurutulmalıdır. Püskürtücülü kurutucular ve sıcak hava akımlı fırınlar endüstriyel kurutuculara örnek olarak verilebilir. Doğru cevap E’dir. Sayfa. 147

Briketleme ve pelletleme; biyokütlenin yüksek sıcaklık ve en önemlisi basınç altında sıkıştırılarak mümkün olan en küçük alana en fazla ürün sıkıştırma yöntemidir.  Doğru cevap A’dır.. Sayfa:148

Bu yöntemle biyogaz elde edilirken atıklar gübre kaynağı olarak kullanılabilmektedir. Gübre ise kırsal yörelerde verimli şekilde kullanılmaktadır. Biyogaz eldesi; ortam sıcaklığı, uygun pH, besin ve katkı maddeleri, alıkonma süresi ve karıştırma gibi parametrelere bağlıdır. Düşük sıcaklıklarda metan üretimi azalmaktadır. Günümüzde biyogaz üretim tesisleri mezofilik (20-40ºC) ve termofilik (40-70ºC) sıcaklık aralıklarında işletilmektedir. Optimum biyogaz eldesi için çamurun pH değerinin ise 6,5-7,5 arasında olması gerektiği de bilinmektedir. Asit üreten bakteriler, metan üreten bakterilerden daha hızlı çoğaldıkları için sistemde asit üretimi artarak metan üreten bakterilerin aktivitesini düşürebilir. Bu nedenle sistemde pH’ın sürekli kontrol altında tutulması gerekmektedir. Mikroorganizmalar, faaliyetleri için C, N ve diğer bazı inorganik bileşiklere ihtiyaç duyarlar. Bakteriler, karbonun bir kısmını enerji kaynağı olarak, azotu ise yeni hücrelerin oluşumunda kullanırlar. Bu yüzden biyogaz üretiminde C ve N miktarları önemlidir. Biyogaz içerdiği yüksek oranda metandan dolayı doğal gaza alternatif bir yakıttır. Doğrudan yakma ile ısıtma proseslerinde, elektrik eldesinde kullanılabilir. II.III.V. ve VI. Maddeler doğru olduğundan doğru cevap C’dır. Sayfa :149

Biyokütlenin pirolizi; biyokütle ham maddesinin hava ya da oksijensiz bir ortamda bozundurulmasıyla daha değerli sıvı, katı ya da gaz ürünlere dönüştürülmesidir. Bu işlem genellikle katı ürün (odun kömürü), sıvı ürün (hidrokarbon yakıtlar ya da kimyasallar) ve gaz ürün (H2, CO gibi gazlar) üretmek amacı ile yapılır. Doğru cevap B’dir. Sayfa: 153

Katalizör: Ham piroliz sıvı ürünleri yüksek oranlarda oksijen içeren yüzlerce farklı kimyasal bileşenlerden oluşmaktadır. Katalizörün pirolizde kullanılmasının başlıca sebepleri şunlardır:

Katalizör piroliz ortamında iki şekilde bulunur: ham maddeye karıştırılarak ya da piroliz reaktöründe ham madde yatağının altına ayrı bir reaktör içine yerleştirilerek. I,II,III,IV . Maddeler doğru olduğundan doğru cevap A’dır. Sayfa.156