İçeriğe atla

Biyoenerji

Biyokütle yanma ısısından elektrik üretebilen bir Stirling motoru

Biyoenerji, biyolojik kaynaklardan elde edilen malzemelerden sağlanan yenilenebilir enerjidir. Biyokütle, güneş ışığını kimyasal enerji şeklinde depolayan herhangi bir organik malzemedir. Yakıt olarak odun, odun atıkları, saman ve diğer mahsul artıkları,[1] gübre, şeker kamışı ve çeşitli tarımsal işlemlerden elde edilen diğer birçok yan ürünü içerebilir.

En dar anlamıyla biyolojik kaynaklardan elde edilen yakıt olan biyoyakıt ile eşanlamlıdır. Geniş anlamda biyokütle (biyoyakıt olarak kullanılan biyolojik malzeme) ve biyolojik kaynakların enerji için kullanılmasıyla ilişkili sosyal, ekonomik, bilimsel ve teknik alanları içerir. Biyokütle ve biyoenerji kavramları bazen yanlış anlaşılmaktadır. Biyoenerji biyokütleden çıkarılan enerjidir. Biyokütle yakıtın kendisi iken biyoenerji yakıtta bulunan enerjidir[2]

Katı biyokütle

Biyokütle yakıtının basit kullanımı (Odunun ısı oluşturmak için yanması).

Biyokütle yakıtının avantajlarından biri, genellikle tarım, hayvancılık ve ormancılık gibi diğer işlemlerin bir yan ürünü, kalıntısı veya atık ürünü olmasıdır. Teoride bu, her zaman böyle olmasa da yakıt ve gıda üretimi arasında bir rekabet olmadığı anlamına gelir. Biyokütlenin enerji için hammadde olarak uygunluğu değerlendirilirken arazi kullanımı, mevcut biyokütle endüstrileri ve ilgili dönüşüm teknolojileri dikkate alınmalıdır.[3]

Biyokütle, bitkiler, hayvanlar ve yan ürünlerini içeren son zamanlarda yaşayan organizmalardan türetilmiş malzemedir.[4] Gübre, bahçe atıkları ve ürün kalıntıları biyokütle kaynaklarıdır. Petrol, kömür ve nükleer yakıtlar gibi diğer doğal kaynakların aksine karbon döngüsüne dayanan yenilenebilir bir enerji kaynağıdır. Biyokütleye başka bir kaynak ise sanayi ölçekli çiftliklerdeki hayvanlardan üretilen hayvansal atıktır.

Ayrıca biyoyakıt üretimi için özel olarak yetiştirilen tarım ürünleri de bulunmaktadır. Bunlar arasında mısır ve soya fasulyesi ve bir dereceye kadar başta Amerika Birleşik Devletleri'nde olmak üzere ticari bir araştırma düzeyinde söğüt ve şalgam; kolza tohumu, buğday, şeker pancarı ve söğüt esas olarak Avrupa'da; Brezilya'da şeker kamışı; Güneydoğu Asya'da hurma yağı ve miscanthus;[5] Çin'de sorgum ve manyok;[6] ve Hindistan'da jatropha bulunur. Ek olarak Kenevirin biyoyakıt olarak kullanılabileceği

kanıtlanmıştır. Sanayi, tarım, ormancılık ve hanehalklarından çıkan biyolojik bozunabilir atıklar, biyogaz üretmek için anaerobik sindirim, sentez gazı üretmek için gazlaştırma veya doğrudan yanma yoluyla biyoyakıt üretimi için kullanılabilir. Biyobozunur atıkların örnekleri arasında saman, kereste, gübre, pirinç kabuğu, kanalizasyon ve gıda atığı bulunur. Bu nedenle biyokütle yakıtların kullanımı, atık yönetimine ve yakıt güvenliğine katkıda bulunabilir ve tek başına bu sorunlara kapsamlı bir çözüm olmamasına rağmen, iklim değişikliğini önlemeye veya yavaşlatmaya yardımcı olabilir.

Biyokütle, metan gazı gibi diğer kullanılabilir enerji formlarına veya etanol ve biyodizel gibi nakliye yakıtlarına dönüştürülebilir. Çürüyen çöpler ile tarım ve insan atıkları, hepsi de " çöp gazı " veya "biyogaz" olarak da adlandırılan metan gazı salmaktadır. Mısır ve şeker kamışı gibi mahsuller, taşıma yakıtı olan etanolü üretmek için fermente edilebilir. Başka bir ulaşım yakıtı olan biyodizel, bitkisel yağlar ve hayvansal yağlar gibi gıda maddelerinden üretilebilir. Ayrıca, biyokütleden sıvıya (BTL) ve selülozik etanol hala araştırılmaktadır.

Kanalizasyon biyokütlesi

Belediye ve evsel atıkların kullanımı, biyokütle için yeni kaynaklar olarak ön planda yer almaktadır. Bu tarz atıklar büyük miktarlarda olup ve enerji üretimi için yeni araştırmaların yürütüldüğü kaynaklardır.[7] Gelişmekte olan ülkelere yönelik yeni bir biyoenerji kaynağı ise kanalizasyon arıtma işlemidir; Omni İşlemci, kanalizasyon atık suyunu içme suyuna ve elektrik enerjisine dönüştürmek için kanalizasyon katılarını yakıt olarak kullanan kendi kendini devir daim eden bir işlemdir.[8][9][10] Kanalizasyon çamuru, biyokütleden biyoenerji üretmeye yönelik mevcut araştırmalarda bir odak noktasıdır. Haneler tarafından sürekli büyük miktarlarda üretilen kanalizasyon çamuru, içinde bulunan ve daha sonra biyoenerji üretmek için kullanılabilecek değerli bileşiklerin çıkarılması için bir fırsat sunmaktadır. Kanalizasyondan üretilen ana biyoenerji formu metandır, ancak diğer formların üretimi hala araştırılmaktadır. Metan üretmek için kanalizasyon kullanımı, depolama alanlarına atılan atık miktarını, nakliye ve bertaraf maliyetlerini azaltır ve daha fazla yakalanabildiğinden, daha fazla miktarda gazı atmosferden uzak tutar.[11][12]

Biyokütleden elektrik üretimi

Elektrik üretimi için kullanılan biyokütle bölgeye göre değişmektedir. Odun artıkları gibi orman yan ürünleri ABD'de popülerdir. Mauritius'da (şeker kamışı kalıntısı) ve Güneydoğu Asya'da (pirinç kabuğu) tarımsal atıklar yaygındır. Kümes hayvanları çöpleri gibi hayvancılık kalıntıları İngiltere'de popülerdir.

Elektrojenik mikroorganizmalardan elektrik

Atık suda veya toprakta depolanan kimyasal enerjinin elektrojenik mikroorganizmaların metabolik süreçleri yoluyla doğrudan elektrik enerjisine dönüştürüldüğü mikrobiyal yakıt hücrelerinin kullanımı ile başka bir biyoenerji formuna ulaşılabilir. Bu teknolojinin güç üretim kapasitesinin bugüne kadar ekonomik olarak karlı olmadığı, ancak bu teknolojinin kimyasal arıtma işlemleri[13] ve öğrenci eğitimi için daha yararlı olduğu bulunmuştur.[14]

Ayrıca bakınız

Kaynakça

  1. ^ "Crops Residue". Defined Term.com (İngilizce). 12 Ekim 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 21 Ekim 2018. 
  2. ^ "What is bioenergy?". Växjö University, Bioenergy Technology Department. 23 Ağustos 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Nisan 2020. 
  3. ^ Kosinkova (Eylül 2015). "Measuring the regional availability of biomass for biofuels and the potential for microalgae" (PDF). Renewable and Sustainable Energy Reviews. Cilt 49. ss. 1271-1285. 11 Temmuz 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 15 Nisan 2020. 
  4. ^ "Bioenergy". 10 Ocak 2006 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Nisan 2020. 
  5. ^ "Is Biomass Really Renewable?". Earth Institute. Columbia University. 18 Ağustos 2011. 15 Ocak 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 1 Ekim 2016. 
  6. ^ Davis (1 Kasım 2013). "Management swing potential for bioenergy crops". GCB Bioenergy (İngilizce). 5 (6). ss. 623-638. 
  7. ^ "Having Power With Biomass Alternative Energy". www.biomass.net (İngilizce). 13 Mayıs 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 11 Eylül 2017. 
  8. ^ "Janicki Bioenergy website". 9 Ocak 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 11 Ocak 2015. 
  9. ^ "BBC news article "Bill Gates drinks water distilled from human faeces"". BBC News. 7 Ocak 2015. 11 Ocak 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 11 Ocak 2015. 
  10. ^ "Watch Bill Gates Sip Water Made From Sewer Sludge". Forbes. 14 Ocak 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 12 Ocak 2015. 
  11. ^ "Sewage Sludge as a Biomass Resource for the Production of Energy: Overview and Assessment of the Various Options" (PDF). Energy and Fuels. 2008. 15 Aralık 2017 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 21 Ekim 2018. 
  12. ^ Pyper (22 Aralık 2011). "Can New Waste Treatment Make Energy and Profits from Sewage Plants?". Scientific American (İngilizce). 21 Ekim 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 21 Ekim 2018. 
  13. ^ "- Cambrian Innovation - Biology For a Cleaner Planet™". Cambrian Innovation. 21 Nisan 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 28 Şubat 2015. 
  14. ^ "MudWatt Science Kit". MudWatt. 8 Eylül 2014 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 28 Şubat 2015. 

Konuyla ilgili yayınlar

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Biyogaz</span>

Biyogaz terimi temel olarak organik atıklardan kullanılabilir gaz üretilmesini ifade eder. Diğer bir ifade ile Oksijensiz ortamda mikrobiyolojik floranın etkisi altında organik maddenin karbondioksit ve metan gazına dönüştürülmesidir. Biyogaz elde edinimi temel olarak organik maddelerin ayrıştırılmasına dayandığı için temel madde olarak bitkisel atıklar ya da hayvansal gübreler kullanılabilmektedir. Kullanılan hayvansal gübrelerin biyogaza dönüşüm sırasında fermante olarak daha yarayışlı hale geçmesi sebebiyle dünyada temel materyal olarak kullanılmaktadır. Aynı zamanda tavuk gübrelerinden de oldukça verimli biyogaz üretimi sağlanabilmektedir. Tavuk gübresinin kullanımı tarım için önemlidir. çünkü bu gübre topraklarda verim amaçlı kullanılamaz. Topraklarda tuzluluğa sebep olurlar. Kullanılamayan bu gübre biyogaza dönüştürüldüğünde yarayışlı bir hal almış olur. Günümüzde biyogaz üretimi çok çeşitli çaplarda; tek bir evin ısıtma ve mutfak giderlerini karşılamaktan, jeneratörlerle elektrik üretimine kadar yapılmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Etanol yakıtı</span>

Etanol yakıtı, otomobiller ve diğer motorlu araçlarda, tek başına kullanılabilen bir yakıt ya da benzine karıştırılan bir katkı maddesidir.

<span class="mw-page-title-main">Fosil yakıt</span> Milyonlarca yıl önce ölmüş bitki ve hayvanlardan oluşan yakıt

Fosil yakıt veya mineral yakıt, hidrokarbon ve yüksek oranlarda karbon içeren doğal enerji kaynağı. Kömür, petrol ve doğalgaz; bu türden yakıtlara başlıca örnektir. Ölen canlı organizmaların oksijensiz ortamda milyonlarca yıl boyunca çözülmesi ile oluşur. Fosil yakıtlar endüstriyel alanda çok geniş bir kullanım alanı bulmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Yenilenebilir enerji</span> Bir enerji türü

Yenilenebilir enerji, güneş ışığı, rüzgar, yağmur, gelgitler, dalgalar ve jeotermal ısı gibi karbon nötr doğal kaynaklardan elde edilebilen ve insan zaman ölçeğinde doğal olarak yenilenen kaynaklardan elde edilebilen enerjiye denir. Bu kaynaklar güneş enerjisi, rüzgâr enerjisi, dalga enerjisi, jeotermal enerji, hidrolik enerjisi, biyokütle enerjisi olarak sıralanabilir. Bu tür bir enerji kaynağı, yenilenmekte olduklarından çok daha hızlı kullanılan fosil yakıtların tam tersidir.

<span class="mw-page-title-main">Biyoyakıt</span> Enerji kaynağı

Biyoyakıt, kısa süre önce yaşamış organizmalar ya da onların metabolik atıklarından elde edilir. Petrol, kömür gibi doğal yakıtlar ya da nükleer yakıtlardan farklı olarak, yenilenebilir enerji kaynağıdırlar. Biyoyakıtların bir diğer tanımı ise, "içeriklerinin hacim olarak en az %80'i son on yıl içerisinde toplanmış canlı organizmalardan elde edilmiş her türlü yakıt"tır.

<span class="mw-page-title-main">Biyokütle</span> Yaşayan ya da yakın zamanda yaşamış organizmalardan elde edilen biyolojik materyal

Biyokütle, yaşayan ya da yakın zamanda yaşamış canlılardan elde edilen fosilleşmemiş tüm biyolojik malzemenin genel adıdır. Biyokütle, bir enerji kaynağıdır ve endüstriyel anlamda biyokütle, bu biyolojik maddelerden yakıt elde edilmesi ya da diğer endüstriyel amaçlarla kullanılması ile ilgilidir. Yaygın olarak, biyoyakıt elde etmek amacı ile yetiştirilen bitkiler ile lif, ısı ve kimyasal elde etmek üzere kullanılan hayvansal ve bitkisel ürünleri ifade eder. Biyokütleler, bir yakıt olarak yakılabilen organik atıkları da içerir. Buna karşın, fosilleşmiş ve coğrafi etkilerle değişikliğe uğramış, kömür, petrol gibi organik maddeleri içermez. Genellikle kuru ağırlıkları ile ölçülürler.

<span class="mw-page-title-main">Yakıt</span> Daha sonra çıkacak enerjiyi depolayabilen materyal

Yakıt, fiziksel ve kimyasal yapısında bir değişim meydana geldiğinde ısı enerjisi açığa çıkaran her türlü maddenin genel adı.

<span class="mw-page-title-main">Kojenerasyon</span>

Kojenerasyon, tercihen ısı tüketimi olan yerlerde kullanılan ve aynı zamanda bölge ısıtma ağını yararlı ısıyla besleyebilen elektrik enerjisi ve ısı üretebilen modüler yapılı bir sistemdir. Bu sistem kombine ısı ve güç sistemi ilkesine dayanmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Dünya enerji tüketimi</span> Küresel enerji üretimi ve tüketimi

Dünya enerji tüketimi‭ ‬bütün insan‭ ‬uygarlığı‭ ‬tarafından kullanılan toplam‭ ‬enerji‭yi ‬ifade eder.

<span class="mw-page-title-main">Türkiye'de enerji</span>

Türkiye her yıl birincil enerjisi 6 exajoule tüketiyor, kişi başı 20 megawatt saat (MW/s)'ten fazla. Türkiye'de enerji beşte dört'ten fazla fosil yakıtan: %31 petrol, %28 doğalgaz ve %27 kömür(2016 itibarıyla). Türkiye'nin enerji politikası fosil yakıtın ithalatını küçültmek ister, çünkü onlar ithalatın ödemelerinden dörtte biri kapsamaktadır.. Enerjisi kaynaklarının fosil yakıt olması yüzünden Türkiye’den sera gazı emisyonları dünyada ortalama kişi başından daha büyük, yılda kişi başına 6 ton'dan fazla gelmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Gaz motoru</span>

Gaz motoru; kömür gazı, üretim gazı, biyogaz, çöplük gazı veya Doğalgaz gibi gaz halindeki bir yakıt ile çalışan içten yanmalı bir motordur. İngilterede, terim çok net ve açık iken ABD'de, benzinin İngilizcesi olan "Gasoline" kelimesinin kısaltması olarak çok sıklıkla "gaz" kelimesi kullanılmasından dolayı, böyle bir motor için gaz-halinde-yakıt-kullanan motor ya da doğalgaz motoru terimlerinin kullanımına rastlanılabilir.

<span class="mw-page-title-main">Bagas</span> Meyve suyu ekstraksiyonundan sonra şeker kamışı kalıntısı

Bagas şeker kamışı veya sorgum saplarının sularını çıkarmak için ezilmesinden sonra, kalan kuru posalı lifli kalıntıdır. Isı, enerji ve elektrik üretimi ile kâğıt hamuru ve yapı malzemeleri üretiminde biyoyakıt olarak kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Odun gazı</span>

Odun gazı, benzin, dizel veya diğer yakıtlar yerine fırınlar, sobalar ve araçlar için yakıt olarak kullanılabilen bir sentez gazıdır. Üretim işlemi sırasında biyokütle veya diğer karbon içeren malzemeler, bir odun gazı jeneratörünün oksijenle sınırlı ortamında hidrojen ve karbonmonoksit üretmek için gazlaştırılır. Bu gazlar daha sonra karbondioksit, su ve ısı üretmek için oksijen bakımından zengin bir ortamda yakıt olarak yakılabilir.

<span class="mw-page-title-main">Biyokütleden sıvıya</span>

Biyokütleden sıvıya, termokimyasal bir yolla biyokütleden yapılmış sentetik hidrokarbon yakıtların üretilmesi için çok aşamalı bir işlemdir. Böyle yakıtlara grassolin denir.

<span class="mw-page-title-main">İsveç'te biyoyakıt</span>

Biyoyakıtlar canlı organizmalardan (biyokütle) üretilen yenilenebilir yakıtlardır. Biyoyakıtlar katı, gaz veya sıvı halde olabilir. Etanol ve biyodizel biyoyakıtları genellikle fosil yakıtların yerini alır. Günümüzde İsveç dahil olmak üzere birçok ülke enerji kaynakları olarak biyoyakıtları kullanmaktadır. İsveç, tüm Avrupa'daki en yüksek biyoyakıt kullanımlarından birine sahiptir.

<span class="mw-page-title-main">Enerji güvencesi</span> Enerji mevcudiyetine ilişkin ulusal güvenlik değerlendirmeleri

Enerji güvencesi ulusal güvenlik ile enerji tüketimi için doğal kaynakların bulunabilirliği arasındaki ilişkidir. (Nispeten) ucuz enerjiye erişim, modern ekonomilerin işleyişi için zorunlu hale gelmiştir. Bununla birlikte, enerji kaynaklarının ülkeler arasında eşit olmayan dağılımı, ciddi kırılganlıklara neden olmuştur. Uluslararası enerji ilişkileri, hem enerji güvenliği hem de enerji kırılganlığına yol açan dünyanın küreselleşmesine katkıda bulunmuştur.

<span class="mw-page-title-main">Yunanistan'da enerji</span>

Yunanistan'da enerji üretimi, devletin sahip olduğu Kamu Enerji Şirketi'ne aittir. 2009'da KES Yunanistan'daki tüm elektrik enerjisi talebinin %85,6'sını karşılarken, 2010'da bu rakam %77,3'e düşmüştür. KES'in güç üretiminin 2009'da %51,6'sı, 2010'da %48'i linyit kullanılarak üretilmiştir.

<span class="mw-page-title-main">Piroliz</span> Malzemelerin asal bir ortamda yüksek sıcaklıklarda termal ayrışmasıdır

Piroliz malzemelerin asal bir ortamda yüksek sıcaklıklarda termal ayrışmasıdır. Kimyasal bileşim değişikliğini içerir. Kelime Yunanca kökenli pyro ("ateş") ve lysis ("ayırma") unsurlarından türetilmiştir.

Hidrojen yakıtı, oksijenle yakılan sıfır karbonlu bir yakıttır. İçten yanmalı motorlarda ve yakıt hücrelerinde kullanılabilir. Uzun yıllardır yakıt hücreli otobüslerde kullanılmaktadır ve binek otomobiller gibi ticari yakıt hücreli araçlarda da kullanılmaya başlanmıştır. Ayrıca uzay araçlarının çalıştırılmasında da yakıt olarak kullanılmaktadır. 2018 itibarıyla hidrojenin büyük bir bölümü (~%95) buhar reformasyonu ya da kısmi metan oksidaysonu ve kömür gazlaştırma gibi fosil yakıtlardan elde edilir. Geriye kalan bölümü suyun elektrolizi, güneş termokimyası gibi yenilenebilir enerji kaynaklarıyla elde edilir.

<span class="mw-page-title-main">Odun yakıtı</span>

Odun yakıtı, yakılacak odun, odun kömürü, mangal kömürü, levha, pelet yakıtı ve odun talaşı gibi yakıtlardır. Bugün, odun yakıtları, katı yakıt biyokütlesinden elde edilen en büyük enerji kullanımlarından biridir. Odun yakıtı yemek pişirmek ve ısıtmak için, bazen de buhar motoru ve buhar türbinlerini beslemek için kullanılabilir. Ayrıca, ocak, soba, şömine, kamp ateşinde veya şenlik ateşinde kullanılabilir.