YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI

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.

Ekstraktifler biyokütlenin yapısında bulunan ve uygun çözücüler yardımıyla alınabilen bileşenlerdir. Ekstraktiflere örnek olarak şekerler, tanenler, nişastalar, zamk, reçine verilebilir. Ekstraktif bileşenler birçok biyokütlenin çürüme ve böceklere karşı direnç kazanma özelliğinden sorumludur.

Atık biyokütle kaynakları çok çeşitlidir. Bunlar;

Doğru cevap E’dir.

Fiziksel dönüşüm yöntemleri aşağıdaki gibidir;

Doğru cevap B’dir.

Biyokimyasal dönüşüm prosesi; ham maddenin biyokimyasal ve mikroorganizmalar yardımı ile sıvı ve gaz ürünlere dönüştürülmesidir.

Fermantasyon içerdiği sulu bulamacın mikroorganizmalarla etkileşime girerek enzimatik olayla diğer ürünlere dönüştürüldüğü biyolojik bir süreçtir. Fermantasyonla alkol eldesinde en sık kullanılan ham maddeler nişasta ve selülozdur. Nişasta içeren atıklar arasında şeker pancarı, şeker kamışı, mısır, patates ve pirinç yer almaktadır.

Petrol dizeli ile karşılaştırıldığında olumlu ve olumsuz özellikleri bulunmaktadır:

Yukarıda sıralanan olumlu yönlerinin dışında olumsuz yönleri de bulunmaktadır.

Avrupa’da en çok Almanya, Fransa ve İtalya biyodizel üretimi yapmaktadır.

Doğru cevap E’dir.

Pirolize etki eden ve piroliz ürün dağılımlarını değiştiren bazı faktörler bulunmaktadır. Bunlar;

Doğru cevap D’dir.

Pirolizin en yeni üç tekniği: hızlı, flaş ve vakum pirolizdir. Sıvı ürün verimleri %50-70 gibi yüksek aralıktadır. Bio-oil bir yakıt için gerekli standartların azını karşılasa bile genellikle direkt yanmada kullanılır. Oldukça viskoz, aşındırıcı ve çok fazla uçucu değildir. Yüksek oksijen içeriğine sahiptirler. Piroliz sıvılarının temiz yakıt olarak kullanım potansiyelini artırmak ve heteroatom içeriğini azaltmak için viskozitesinin,

aşındırıcılığının, kararsızlığının birtakım işlemlerden geçirilmesi gerekmektedir.

Sıvı ürünlerin içerdiği yüzlerce kimyasaldan faydalı olanların geri kazanılarak değerlendirilmesi sıvı ürünlerin distilasyonunu gerektirir. Fenol ve fenolik bileşenler ham sıvı ürün içerisinde en çok rastlanılan bileşenlerdir. Fenoller, ticari değeri bulunduğundan değerli bileşenlerdir. Alkil fenol ve metoksi fenoller ise fenolik bileşenlerdir. Piroliz sıvı ürünlerinin asidik oldukları bilinmektedir. Karboksilik asitler özellikle tarımsal atıklardan elde edilen sıvı ürünün yapısında bol miktarda bulunurlar. Asitlerin sıvı ürünlerin yapısında bulunması istenmez. Çünkü asitler, korozif (aşındırıcı) etki yaratırlar. Benzen, toluen, ksilen gibi aromatik hidrokarbonlar biyokütle pirolizinin değerli ürünlerindendir. Çok yüksek sıcaklıklarda ya da yüksek basınçlı ortamda pirolizin gerçekleştirilmesi PAH’ların (Polisiklik aromatik hidrokarbonlar) oluşmasına neden olur. PAH bileşikleri (naftalin, antrasen, fenantren gibi) hem çevresel hem de sağlık açısından zararlı bileşenlerdir. İnsan sağlığında kansere yol açtığı bilinmektedir.

Yenilenebilir enerji kaynakları içerisinde biyokütle; enerji açısından önemli bir yere sahiptir. Biyolojik kökenli, fosil olmayan, 100 yıllık periyottan daha kısa zamanda yenilenebilen organik maddeler biyokütle 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. Biyokütle enerjisi CO2 salınımına net katkısı olmayan başlıca enerji kaynağıdır, yani atmosferdeki karbondioksit derişimini artırmaz. Fosil kaynaklara göre daha kısa zamanda yenilenebilen organik maddelere biyokütle denir. Buna göre doğru cevap C seçeneğidir.

Günümüzde dünya enerji ihtiyacının %15’lik kısmı biyokütleden sağlanmaktadır. Buna göre doğru cevap C seçeneğidir.

Birim alanda, mümkün olan kısa bir sürede odunsu ham maddeler üretilmesi, kesimden sonra herhangi bir dikime gerek duyulmadan sürgünden yetişebilen türlerden oluşan bu ham maddelerin enerji üretiminde kullanılmasını amaçlayan orman yetiştirme yöntemine Enerji Ormancılığı denir. Buna göre doğru cevap A seçeneğidir.

Lignin, oldukça geniş bir polimerizasyon reaksiyonu sonucu oluşan, molekül ağırlığı yaklaşık 10000 olan oldukça karmaşık bir aromatik yapıdan meydana gelmektedir. Ligninler, bitki hücrelerine mekanik dayanıklılık verirler. Çok genç bitkilerde lignin yoktur. Bitkinin yaşı arttıkça lignin miktarı da artar. Kuru odunun yaklaşık %25’i lignin içerir. Buna göre doğru cevap B seçeneğidir.

Boyut Küçültme: Biyokütlenin direkt yakıt olarak kullanımı ya da dönüşüm prosesleri için yakıt pelletleri, biriketler hâlinde hazırlanması amacıyla ilk adım olarak uygulanır. Buna göre doğru cevap D seçeneğidir.

Ham maddenin mikroorganizmalarla birlikte enzimatik yolla değerli ürünlere dönüştürüldüğü prosese fermantasyon denir. Buna göre doğru cevap E seçeneğidir.

Biyokütlenin daha değerli ürünlere dönüştürüldüğü başlıca dört termokimyasal proses vardır: yanma, piroliz, gazlaştırma ve sıvılaştırma.

Biyokütlenin pirolizi; biyokütle ham maddesinin hava ya da oksijensiz bir ortamda bozundurulmasıyla daha değerli sıvı, katı ya da gaz ürünlere dönüştürülmesidir. Buna göre doğru cevap B seçeneğidir.

Hızlı Piroliz: Karbonizasyon ile flash piroliz arasında yer alır. Amaç değerli sıvı ürün verimini maksimize etmektir. Hızlı piroliz, ham maddenin hızlı ısıtılması ve kısa alıkonma zamanı ile bilinen ısıl yöntemlere göre avantaj sağlamaktadır. Hızlı piroliz, 0,5-10 saniye
aralığında bir alıkonma zamanında ham maddenin hızla ısıtılmasını gerektirmektedir. Bu yöntem, 650ºC’den düşük sıcaklıklarda uygulanır.

Yavaş piroliz (Geleneksel Piroliz ya da Karbonizasyon): Yavaş ısıtma şartlarında işletilen prosestir. Amaç, katı ürünü (char) maksizimize etmek ise uygulanan prosesin adı karbonizasyondur. Tarihçesi eskilere dayanan odun kömürü elde etmek için de uygulanan bir yöntemdir. En fazla katı ürün elde edilirken sıvı ve gaz ürünler de üretilir. Bu süreç en uzun alıkonma süresine sahiptir (saatler ve hatta günler). Eğer amaç sıvı ve gaz ürün elde etmek ise hızlı ya da flash piroliz tercih edilmelidir.

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.

0,5-10 saniye aralığında bir alıkonma zamanında ham maddenin hızla ısıtılmasını gerektirmek durumu hızlı pirolize ait bir özelliktir. Buna göre doğru cevap C seçeneğidir.

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.

Buna göre doğru cevap E seçeneğidir.