YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI

1973 yılındaki Orta Doğu savaşından önce insanoğlu, kömür ve petrolü değişik amaçlar doğrultusunda bol ve ucuz kullanmakta idi. Fakat savaştan sonra yaşanan petrol krizi
ile kömür ve petrol kaynaklarının tükeniyor olduğu gerçeği ortaya çıkmıştır. Bilinen petrol rezervlerinin 45-50, doğalgaz rezervlerinin 63-119, kömür rezervlerinin ise 119-176 yıl içerisinde tükeneceği hesaplanmaktadır. Bununla birlikte enerji ve çevre kavramları birlikte anılmaktadır. Yeterli çevre bilincine sahip olunmadığı için kaynakların tüketimi sırasında sera etkisi yaratan CO2 gibi gazlar ve asit yağmurlarının kaynağı olan SO2 ve NO2 gibi gazların çevreye kontrolsüz salınımı canlı yaşamını olumsuz etkilemiştir. Tüm bu etkenler yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımını ön plana çıkaran bir faktör olmuştur.

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. Biyokütle, iklim sisteminde önemli bir role sahiptir. Biyokütlenin büyümesinde fotosentez en önemli adımdır.

Biyokütle enerjisi sürdürülebilir, çevresel açıdan dost ve ekonomik güvenirliğe sahiptir. • Tükeniyor gerçeği ile karşı karşıya olan fosil yakıt kullanımını azaltır. • Küresel ısınmanın en önemli nedenisera gazları olup bunlar arasında da küresel ısınmaya en çok neden olan gaz CO2’dır. Sera gazları kızılötesi radyasyonu tutar ve yeryüzünün ısınmasına neden olurlar. Özellikle endüstriyel faaliyetler sebebiyle atmosferdeki sera gazı düzeyi giderek artmakta, küresel ısınma kaçınılmaz bir hâl almaktadır. Bu ise dengede var olan CO2 miktarına her yıl tonlarca yeni CO2 eklenmesi anlamına gelmektedir. CO2 gazının toplam sera gazları içerisindeki payının yaklaşık %80 civarı olduğu bilinmektedir. CO2 salınımına neden olan en önemli yakıtlar fosil yakıtlardır. Fosil yakıtlarla kıyaslandığında, biyokütlenin yenilenebilir olmasının yanında en önemli avantajı atmosferdeki CO2 salınımına katkısının sıfır olmasıdır. Çünkü biyokütleler, yetişme sürecinde atmosferdeki karbondioksiti bünyesinde tutarken yandıkları zaman da onu atmosfere geri verir. • Güneş ve rüzgâr enerjisinin elektrik, güç ve ısı üretiminde kullanımında bazı sınırlamaları olduğu bilinmektedir. Biyokütle yakıtları ise çok çeşitlidir. Biyokütle kaynaklı ham maddeler kullanarak gaz yakıt (yakmak için), sıvı yakıt (taşıtlara yakıt amaçlı ya da kimyasal ham madde amaçlı) ve katı yakıt (odun kömürü) elde etmek mümkündür. Biyokütle enerjisi aynı zamanda kırsal alanda sosyo-ekonomik gelişmelere yardımcı olarak iş imkânı da yaratmaktadır. Böylelikle kırsal alandan kentlere göç önlenebilir. • Enerji ithalatı bağımlılığını azaltır. • Uluslararası alanda rekabet sağlar. • Biyokütle kaynaklı enerji yatırımlarının fosil kaynaklı enerji yatırımlarına kıyasla ilk yatırım ve işletme maliyetleri oldukça düşüktür.

Şehir kanalizasyonu çevreyi kirletici bir unsur değil de besleyici mineralleri yüksek bir doğal kaynak, doğal gübre olarak kabul edilmektedir.

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.

Çöplerin biyokütle 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.

Tarımsal atıkların ısıl değerleri içerdikleri selülozdan dolayı oldukça yüksektir. Bu tip atıklar düşük nem içeriğine sahiptirler. Bu nedenle nem giderme gibi ön işleme gerek duyulmadan yakıt olarak değerlendirilebilir.

Biyokütle-Nem Giderme ve kurutma- Boyut Küçültme- Yoğunlaştırma-Biriketleme ve Pelletleme-Ayırma

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

Piroliz: Ham maddenin oksijensiz bir ortamda bozundurulmasıdır.

Günümüzde dünya enerji ihtiyacının %15’lik kısmı biyokütleden sağlanmaktadır. Bunlar içerisinde en büyük payı, çoğunluğu gelişmekte olan ülkeler ısınma ve yakacak amaçlı kullanarak almaktadır; fakat son yıllarda endüstrileşmiş ülkelerde büyük çaplı modern biyokütle enerji üretim tesisleri kurulmakta ve işletilmektedir. Doğru cevap C'dir.

Tarımsal atıkların ısıl değerleri içerdikleri selülozdan dolayı oldukça yüksektir. Bu tip atıklar düşük nem içeriğine sahiptirler. Bu nedenle nem giderme gibi ön işleme gerek duyulmadan yakıt olarak değerlendirilebilir. Doğru cevap C'dir.

Biyokütlenin yapısında ayrıca küçük miktarlarda da olsa inorganik bileşenler de bulunmaktadır. Bu inorganik bileşenlerin başlıcaları; Mg, Ca, Na, K, Al, Cl, N, P, Si, S’dır. Doğru cevap D'dir.

Buharlaştırma, biyokütlenin fiziksel dönüşüm yöntemleri arasında yer almamaktadır. Doğru cevap D'dir.

Briketleme ve Pelletleme: Biyokütlenin basınç altında sıkıştırılarak aralarındaki hava boşluklarının en aza indirilmesiyle en küçük alana en fazla ürün yerleştirilmesidir. Doğru cevap B'dir.

Biyokimyasal dönüşüm prosesi; ham maddenin biyokimyasal ve mikroorganizmalar yardımı ile sıvı ve gaz ürünlere dönüştürülmesidir. Sıvı ürünler için etanol ve metanol, gaz ürünlere de biyogaz örnek olarak verilmektedir. Doğru cevap D'dir.

Biyokütlenin daha değerli ürünlere dönüştürüldüğü başlıca dört termokimyasal proses vardır: yanma, piroliz, gazlaştırma ve sıvılaştırma. Doğru cevap C'dir.

Biyokütlenin pirolizi; biyokütle ham maddesinin hava ya da oksijensiz bir ortamda bozundurulmasıyla daha değerli sıvı, katı ya da gaz ürünlere dönüştürülmesidir. Doğru cevap B'dir.

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. Doğru cevap C'dir.

Pirolizden elde edilen gaz ürün CH4, C2H6, CO, CO2, H2 karışımından oluşmaktadır; fakat özellikle H2 gibi değerli gazların verimi minimal düzeydedir. Doğru cevap D'dir.