Tarımda Biyogaz Enerjisinin Kullanımı

Dünya nüfusunun hızlı bir şekilde artması ve bununla beraber sanayileşme sonucu enerji gereksinimin de artmasıyla insanların temiz, ekonomik, çevreyi kirletmeyen enerji arayışına başlamışlardır. Bu ölçütleri sağlayan yenilenebilir enerji kaynaklarından birisi de biyokütle enerjisidir. Isı veya elektrik enerjisi elde etmek hedefiyle katı, sıvı ve gaz yakıtlar üretilmektedir. Biokütleden çeşitli işlemler sonrası biyoyakıtlar üretilmektedir. Biyoyakıt, genellikle hayvansal ve bitkisel organizmalardan elde edilen, sürekli kendini tekrarlayan ve çevresel yakıtlardır. Biyoyakıtların üretimi diğer enerji türlerine göre doğaya bağlı değil insanın gereksinimlerine göre değişmektedir. Biyoyakıtlar hem çevre dostu hem ekonomik hem de atıkların kullanılarak değerlendirilmesi gibi pek çok nedenlerden dolayı günümüzde önemli bir yakıt türü haline gelmiştir.

Biyokütle enerjisini üreten tesis aşağıdaki görselde ifade edilmiştir.

Biyokütle Enerjisinin Üretildiği Tesis

1. Biyogaz Üretimi

Biyokütle enerji kaynaklarından biri de biyogazdır. Biyogaz, bitkisel ve hayvansal atıkların oksijensiz ortamda fermantasyon sonucu ortaya çıkan gaz karışımıdır. Bölgesel ve sağlık problemlerine yol açan organik atıkların işlenmesi sonucu zararsız hale getirilerek atıklardan enerji elde edilmesi biyogaz teknolojisinde yenilenebilir enerji üretiminde ilk sırada yer almaktadır. Organik atıklardan enerji elde etme hedefiyle kullanılan biyogaz teknolojisi birçok ülkede yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Ülkemizde tarım artıklarından her yıl sahip olunacak enerji potansiyeli 5,4 milyon ton petrole, sanayi ve orman atıkları 5,9 milyon, hayvan atıkları ise 1,5 milyon ton petrole eşdeğerdir. Toplam 12,8 milyon ton petrole eşdeğer ile ülkemizin enerji ihtiyacının %40’ı karşılanabilmesi öngörülmüştür. Bu enerji kaynağı çok geniş amaçlı olduğundan ısıtma, aydınlatma, elektrik enerjisi, mekanik enerjiye çevrilme alternatiflerine de sahiptir.

Biyogaz oluşumunda üç evre bulunmaktadır. Bunlar;

  • Hidroliz ve Fermantasyon,
  • Asetik Asit Oluşumu,
  • Metan Gazı Oluşumu ’dur.

Hidroliz ve fermantasyon aşamasında atıkların mikroorganizmalar tarafından salgılanan enzimlerle çözünür hale dönüştürülür. İlk işlem sonucunda çıkan bakteri grupları devreye girerek karbondioksit, hidrojen ve yağ asitlerini kullanarak asetik asit oluşturur. Son aşamada ise metan bakterileri ikinci aşamada olan ürünleri dönüştürerek metan, karbondioksit ve su oluşturur.

Biyogaz üretim tesisleri birden fazla amaç doğrultusunda uygulanmaktadır. Bu uygulamalar;

  • Yenilenebilir enerji üretimi
  • Bitki besin elementlerinin yönetiminin iyileştirilmesi
  • Uygun atık yönetimi

Olarak üç temel gurupta sınıflandırılabilir

2. Biyogaz Kullanımı

Bitkisel ve hayvansal atıkların oksijensiz ortamda fermantasyon sonucu elde edilen gaz karışımına metan denir. Metan gazının hem üstün özelliklere sahip olması hem de birçok farklı alanlarda kullanılması bu gazın önemini ortaya çıkarmıştır. Biyogaz elektrik üretimi, ısıtma, soğutma, kurutma gibi alanlarda kullanılmaktadır. Isıtma ve aydınlatma amacının yanında elektrik ve mekanik enerjiye dönüştürülerek kullanılabilir.

Biyogaz tesislerinin avantajları şu şekilde sıralanabilir:

  • Çevreye atılan hayvan atıkları metan gazı sera etkisi yapacağı için metan gazını tesislerde işleyerek karbondioksite dönüştürülür.
  • Biyogaz ile ısı ve elektrik üretilmesi sonucunda ekonomik kazanç elde edilir.
  • İşlemler sonrası çıkan gübre daha kolay kullanılabilir.
  • Hesaplı ve çevreci yakıt olduğu için ve daha sağlıklı yaşam alanları için tercih edilebilir.
  • Suni gübre yerine işlenmiş gübre kullanılarak hayvancılığın gelişmesine katkı sağlayabilmektedir.

Bu avantajlar göz önünde bulundurulduğunda biyogaz teknolojisi önemli yakıt türü denilebilmektedir.

3. Biyopelet Kullanımı

Ülkemizde tarımsal artık oluşumundan enerji üretilerek kullanılma oldukça düşüktür. Yakıt olarak önemli bir potansiyele sahip olan tarımsal artıklar katı yakıt formunda değerlendirilmesi ile önem kazanacaktır. Bu artıklardan kolay ve etkin şekilde enerji elde etmenin diğer yöntemlerden birisi de bu artıkları katı yakıt olarak kullanmaktır. Bu hedef doğrultusunda bitkisel artıklardan etkin ve kolay bir şekilde enerji elde etmek için kullanılarak artıkların kurutulup, öğütüldükten sonra presleyerek pelet haline getirilmesi işlemleri uygulanır. Günümüzde peletleme işleminin önemi artmış ve yaygınlaşmıştır. Pelet, hayvan yemine benzeyen, küçük boyutlara sahip silindirik bir yapıya sahiptir. Bitkisel artıkların katı yakıt kullanılmasında karşılaşılan en önemli problem artıkların nem içeriğinin yüksek ve yoğunluklarının düşük olmasıdır. Düşük yoğunluk ve nem içeriği yüksek olan artıklar taşıma ve depolama sorunları da olduğundan dolayı bu artıkları kurutup öğütüldükten sonra preslenme işlemleri ile birlikte pelet haline getirmek gerekir. Biyokütle materyalinin peletlenmesi ile ortaya çıkacak başlıca yararlar şu şekilde sıralanabilir:

  • Fosil yakıtlara göre daha az maliyetlidir.
  • Pelet halinde alınarak taşınması ve depolanması kolaydır.
  • Yenilenebilir enerji kaynaklarından üretilmiştir.
  • Pelet ormanın atıklarının değerlendirir. Bundan dolayı orman artıkların toplanması ile orman yangınlarının önüne geçilmiş olur.
  • Teknolojik pelet yakma sistemleri ile işletmeler için daha düşük maliyetlidir.

Bu yararlar göz önünde bulundurulduğunda bitkisel artıkları peletleme yapılarak kullanmalı ve teşvik edilmelidir.

Kaynaklar

  • Acar, M., 2015. Tarım ve Biyoyakıtlar. Türktarım Dergisi [Electronic Journal], ISSN:1303-2364, s:50-53. Erişim [http://www.turktarim.gov.tr/eDergi/224]
  • Çağlayan, G.H., ve Koçer N.N., 2014. Muş İlinde Hayvan Potansiyelinin Değerlendirilerek Biyogaz Üretiminin Araştırılması, Muş Alparslan Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, cilt: 2, Muş.
  • Küsek G., Güngör C., Öztürk H.H., Akdemir Ş., 2015. Tarımsal Atıklardan Biyopelet Üretimi, Enerji Tarımı ve Biyoyakıtlar 5.Ulusal Çalıştayı, cilt.1, s. 123-130, Bursa.
  • Koçer, N.N., Öner, C., Sugözü, İ., 2006. Türkiye’de Hayvancılık Potansiyeli ve Biyogaz Üretimi, Fırat Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Çevre Mühendisliği Bölümü, Elâzığ.
  • Öztürk H.H., Yaşar B., Eren Ö., 2010. Tarımda enerji kullanımı ve yenilenebilir enerji kaynakları, Türkiye Ziraat Mühendisliği VII. Teknik Kongresi, s.909-932, Ankara.
  • Tolay, M., Yamankaradeniz, H., Yardımcı, S., Reiter, R., “Hayvansal Atıklardan Biyogaz Üretimi”,VII. Ulusal Temiz Enerji Sempozyumu, UTES’2008, İstanbul, 17-19 Aralık 2008.
  • Yılmaz, Vedat., 2009. Sürdürülebilir Bir Sistemde Biyogazın Yeri.