Enerji ve Çevre Dünyası Dergisi 143. Sayı (Temmuz-Ağustos 2018)

Enerji ve Çevre / Temmuz-Ağustos 2018 27 enerji-dunyasi.com Yenilenebilir enerji kaynaklarının bulunması ve sürekliliğinin sağlanması günümüzde ihtiyaç olmaktan çıkıp bir zorunluluk haline gelmiştir. Bunun en önemli sebeplerinden biri de fosil kökenli yakıtların yoğun bir şekilde tüke- timi, sera gazı oluşumuna bu sebepten dolayı küresel ısınmaya kaynak teşkil ederek, küresel iklim sorunlarına ve birçok çevre kirliliğine sebep olmasıdır Bilindiği gibi sera gazlarının içeriğinde var olan ağırlıklı maddelerin başında kar- bondioksit (CO2) ve metan gazı gelmek- tedir. Bunların yanı sıra, kükürt, parçacık madde, azot oksit (NO), kurum ve kül gibi atıklar da çevreyi kirletmektedir. Bu yüzden fosil kökenli yakıtlardan üretilen enerjinin toplam maliyeti bulunurken, uzun sürede meydana gelebilecek çevre ve insan sağlığı üzerine olan olumsuz etkileri de bu maliyetlerin içine dâhil edilmesi gerekmektedir. Temiz enerji çarelerinin hayata etken bir şekilde geçi- rilmesi şarttır [1]. Yenilenebilir enerjilerin bir çeşidi olan biyogaz, biyo yakıtların içerisinde yer almaktadır. 1990’larda biyogazdan elektrik enerjisi üretimi dünyada yakla- şık 5000GWh iken, 2000’li yıllarda bu rakam 12048GWh seviyesine ulaşmıştır. Bu rakamlar sırasıyla ABD’de 4984GWh, İngiltere’de 2556GWh, Almanya’da 1683GWh, İtalya’da 566GWh, Fran- sa’da 346GWh, olarak tespit edilmiştir (MMO/2008/479, 2008). Biyogazın yay- gın olarak üretilmesinde en büyük etken, biyogazdan elektrik enerjisi üretiminin yapıldığı ülkelerde bu enerjinin en az uygulanan perakende tarifeye yakın bir fiyatla satın alınması ve organik atıkların işlenmesinin yasal bir zorunluluk haline getirilmesidir [1]. 2. ÇALIŞMANIN ÖNEMİ Anaerobik bozunma; organik mad- delerden havasız (oksijensiz) ortamda karbondioksit (CO2), metan (CH4) ve az miktarda da hidrojen sülfür (H2S) oluşmasıdır. Organik maddelerin hava- sız ortamda bozunması sonucu oluşan %60–70 Metan (CH4), %30–40 Kar- bondioksit (CO2), %0–2 Hidrojen sül- für (H2S) oranlarındaki gaz karışımına biyogaz denir. Biyogaz, temiz ve mavi renkli bir alevle yanar. Biyogaz üretiminde kulla- nılabilecek başlıca hammaddeler; sığır, at, koyun, tavuk vb. hayvanların dışkı- ları, insan dışkısı, mezbaha artıkları, ince kıyılmış sap, saman vb. tarım artıkları, mısır artıkları, şeker pancarı yaprakları, bitkisel ürün işlenmesinde çıkan artıklar, yemek atıkları, peynir altı suyu, melas vb. sanayi atıklarıdır. Farklı hammad- delerden üretilen biyogaz için metan verimleri Tablo 2’de gösterilmektedir [2]. Bu çalışmada; yenilenebilir enerji- lerden biyogaz konusu ve içeriği detaylı olarak araştırılmış; önemi, genel durumu ve Türkiye’deki yeri değerlendirilmiştir. Yapılan bu incelemelerle de genel bilinç- lenmeye katkı sağlaması amaçlanmıştır. Sonuç olarak, Türkiye’nin enerji ihtiyacı- nın karşılanmasında ve enerji sorununun doğru çözümünde yenilenebilir enerjiler bünyesinde yer alan biyogaz potansiye- linin başarılı bir şekilde uygulanmasının faydaları ve önemi ortaya konulmuştur. Kalori değeri açısından içindeki bile- şenlere bağlı olmakla birlikte bir metreküp biyogaz 5500-6000kcal enerjiye sahiptir. Biyogazın diğer yakıtlarla karşılaştırması da aşağıdaki gibi özetlenebilir [3]. 1 m³ Biyogaz = 0.60 m³ Doğalgaz = 0.70 lt Benzin = 0.65 lt Motorin = 0.80 kg Kok Kömürü [3] 3. BİYOGAZIN KİMYASAL OLUŞUMU Bütün ölü bitki ve hayvansal mad- deler bozunmaya uğrar. Bu bozunma veya ayrışma, bakteri adı verilen orga- nizmalar tarafından gerçekleştirilir. Bazı bakteriler bu bozunmayı havalı ortamda gerçekleştirirler. Bunlara aerobik bak- teri adı verilir. Diğer bazı bakteriler ise bu bozunma işlemini havasız ortamda gerçekleştirirler ki bunlara da anaerobik bakteri adı verilir. Bataklıkların dibindeki ölü bitkisel ve hayvansal maddeler anae- robik bir ayrışmaya uğrarlar ve sonunda yüzeyde gaz kabarcıkları çıkmaya başlar (CH4, CO2 ve H2 gazları)[4]. Tablo 1. Bilinen enerji kaynaklarına alternatif yeni ve yenilenebilir enerji kaynakları Tablo 2. Hammaddelere göre metan miktarındaki değişim [2] Tablo 3. Optimum Fermantasyon Koşulları [5] Yeni ve Yenilenebilir Enerji Kaynakları Hidroelektrik Enerji Rüzgâr Enerjisi Jeotermal Enerji Dalga Enerjisi Gel-Git Enerjisi Okyanus Isısı Enerjisi Hidrojen Enerjisi Biyokütle ve Biyogaz Enerjisi Hammadde (Hac. Yüz.) Metan Oranı Sığır Gübresi 60-70 Kanatlı Gübresi 58-69 Domuz Gübresi 58-60 Koyun Gübresi 64 Faz Proses Işık Oksijen Sıcaklık( o C) Uçucu Asit pH Oksidasyon Redüksiyon Gerilimi Faz 1 Hidroliz ve Asit Fermantsiyonu Karanlık Fakultativ 30–40 %2–4 4–4.5 +100/-100 Faz 2 Metan Fermantasyonu Karanlık Obligate Mesofilik 30–40 Termofilik 50–55 300 mg/l daha az 6.5- 7.5 -150/-400