Emel Esendir

Makine Mühendisi (M.Sc.) - Proje Mühendisi

İLTEKNO İleri Teknoloji Mühendislik

Dünya nüfusunun her geçen gün artması, teknolojinin gelişerek insan yaşamını kolaylaştıracak ürünleri çoğaltarak kullanımını yaygınlaştırması, dünyada kişi başına düşen enerji tüketimini artırmaktadır. Bu da dünyada enerji üretiminin zorunlu olarak artmasına sebep olmaktadır. Dünya enerji ihtiyacı 2010 yılında 12.4 milyar TEP civarında olmuştur. Bu değerin 2020 yılında 15.4 milyar TEP olacağı tahmin edilmektedir.

Sanayi Gelişiminin Doğurduğu Küresel Sorun: "ENERJİ"

ÇÖZÜM

Kojenerasyon Nedir?

Kojenerasyon, enerjinin hem elektrik hem de ısı formlarında aynı sistemden beraberce üretilmesidir. Bu birliktelik, iki enerji formunun tek tek kendi başlarına ayrı yerlerde üretilmesinden daha ekonomik neticeler oluşturmaktadır.

Kojenerasyon sistemlerinde motor soğutma sıvıları ve egzoz gazından elde edilen ısı enerjisi genellikle iklimlendirme, sıcak su, buhar veya kızgın su – kızgın yağ üretiminde kullanılır. Yaz mevsiminde genellikle ihtiyaç duyulan ısı miktarı daha düşüktür, bu durumda elektrik üretim prosesinden açığa çıkan atık ısı absorbsiyonlu chiller vasıtasıyla iklimlendirme veya mevsimden bağımsız proses kullanımına yönelik olarak soğutma enerjisine dönüştürülebilir.

Çevresel Etkiler

Atmosfere verilen değişik kirleticilerin miktarı kullanılan yakıtın tipine bağlı olarak değişmektedir. Bileşik ısı-güç üretim tesislerinde yakıt olarak yaygın şekilde doğal gaz kullanılmaktadır. Bunun sonucunda kömürün yanması sonucu meydana gelen kül ve kükürt oksitler ile fuel-oil’in sebep olduğu diğer emisyonlar doğalgaz yakıtlı kojenerasyon santrallerinde ortaya çıkmamaktadır.

Enerji üretiminde, çevresel etkilerin dikkate alınması ile birlikte enerji santrallerindeki atıklar konusu ve özellikle baca gazı konusu oldukça önemli bir hale gelmiştir. Santral bacalarından atılan gazların başlıcaları; SO₂, NO_X ve CO₂’dir. Bu üç gaz santraldeki yanmanın ürünü olarak açığa çıkar.

SO₂ gazı, ya baca gazı arıtma ya da yanma sisteminde değişik teknikler (akışkan yataklı sistemler vb. gibi) kullanılarak, kabul edilebilir seviyelere çekilmektedir. Yakıt olarak doğal gaz tüketildiğinde SO₂ gazı oluşumu söz konusu değildir. Sıvı yakıt kullanıldığı (petrol türevi) takdirde yakıttaki sülfür oranına bağlı olarak SO₂ ortaya çıkar.

Kojenerasyonda asıl emisyon sorunu NO_X ile ilgilidir. Küçük bir bölgede meydana gelen yanma, yanma sıcaklığının yüksek olmasına yol açar. Bu sebepten dolayı NO_X oluşumu artar. Son teknolojik gelişmeler (alevin yayılması ve/veya su ya da buhar püskürterek yanma sıcaklığının düşürülmesi) NO_X oluşumunun kabul edilebilir seviyelere düşürülmesini sağlamıştır. Bunun dışında, SO₂’de olduğu gibi çeşitli baca gazı NO_X (DENO_X) arıtma sistemleri de kullanılmaktadır (katalitik konvertör). Bu filtrelerde amonyak yardımıyla nitrojen oksitler azot gazı ve suya parçalanırlar.

CO₂ gazı ise, yanma sırasında açığa çıkan ve SO₂ ile NO₂ gibi arıtılması veya azaltılması yapılmayan bir gazdır. Yeryüzündeki sera etkisinin birincil sebebini oluşturmaktadır.

Bu gazın birim enerji için açığa çıkan miktarını azaltmaktan başka yapılacak bir yöntem yoktur. Bu ise direkt olarak enerji çevrim veriminin artırılmasıyla mümkündür.

Yenilenebilir Enerji Biyogaza Dayalı Enerji Santralleri

2003 yılı verilerine göre dünya enerji üretiminin %86’ı fosil kökenli kaynaklardan sağlanmıştır. Dünyadaki bu şekilde kullanılması durumunda mevcut petrol rezervlerinin 41, doğal gazın 62, kömürün ise 230 yıllık ömrü kaldığı tahmin edilmektedir. Fosil kökenli enerji kaynaklarının yakın bir gelecekte tükenecek olması, bu kaynakların verimli olarak kullanılmasını, diğer taraftan yenilenebilir enerji kaynaklarının daha etkin ve yaygın bir şekilde kullanılması gerekliliğini ortaya çıkarmıştır.

1990’lı yıllarda biyogazdan elektrik enerjisi üretimi tüm dünyada 5000 GWh civarında iken, 2000 yılında bu değer 12048 GWh düzeyine yükselmiştir. Amerika’da 4984 GWh, İngiltere’de 2556 GWh, Almanya’da 1683 GWh, İtalya’da 566 GWh, Fransa’da 346 GWh elektrik üretildiği kayıtlara geçmiştir.

Biyogaz teknolojisinin yaygın olduğu ülkelerde her türlü organik atık bu tesislerde işlenerek hem enerji elde edilmekte, hem çevreye zarar verebilecek atıklar sterilize edilerek toprak ve su kirlenmesi engellenerek doğal denge korunmakta, hem de tesislerde çıkan atık, bitkisel üretimde gübre olarak kullanılarak değerlendirilmektedir.

Çevresel ve Ekonomik Etkileşimler

?  Yenilenebilir enerji kaynakları kullanımı ile yerli veya ithal fosil enerji kaynaklarının tasarrufu sağlanması,

?  Enerjide dışa bağımlılığın azaltılması,

Yakıt biyogazın atıklardan elde edilmesi ile atıklarındaki enerjinin geri kazanımının sağlanması,

?  Yakıt biyogazın atıklardan elde edilmesi ile ekonomik bir yakıt temin edilmesi ile fiyat verimliliğinin arttırılması, enerji maliyet azalımı,

?  Kömürün yanması sonucu meydana gelen kül ve kükürt oksitler ile fuel-oilin sebep olduğu diğer emisyonların bertarafı ve özellikle CO₂ ve SO₂ emisyonlarında önemli miktarda kazanım.