Emel Esendir

Makine Mühendisi (M.Sc.) - Proje Mühendisi

Ä°LTEKNO Ä°leri Teknoloji Mühendislik

Dünya nüfusunun her geçen gün artması, teknolojinin geliÅŸerek insan yaÅŸamını kolaylaÅŸtıracak ürünleri çoÄŸaltarak kullanımını yaygınlaÅŸtırması, dünyada kiÅŸi başına düÅŸen enerji tüketimini artırmaktadır. Bu da dünyada enerji üretiminin zorunlu olarak artmasına sebep olmaktadır. Dünya enerji ihtiyacı 2010 yılında 12.4 milyar TEP civarında olmuÅŸtur. Bu deÄŸerin 2020 yılında 15.4 milyar TEP olacağı tahmin edilmektedir.

Sanayi GeliÅŸiminin DoÄŸurduÄŸu Küresel Sorun: "ENERJÄ°"

ÇÖZÜM

Kojenerasyon Nedir?

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

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

Çevresel Etkiler

Atmosfere verilen deÄŸiÅŸik kirleticilerin miktarı kullanılan yakıtın tipine baÄŸlı olarak deÄŸiÅŸmektedir. BileÅŸik ısı-güç üretim tesislerinde yakıt olarak yaygın ÅŸekilde doÄŸal gaz kullanılmaktadır. Bunun sonucunda kömürün yanması sonucu meydana gelen kül ve kükürt oksitler ile fuel-oil’in sebep olduÄŸu diÄŸer emisyonlar doÄŸalgaz 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 gelmiÅŸtir. Santral bacalarından atılan gazların baÅŸlıcaları; 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 deÄŸiÅŸik teknikler (akışkan yataklı sistemler vb. gibi) kullanılarak, kabul edilebilir seviyelere çekilmektedir. Yakıt olarak doÄŸal gaz tüketildiÄŸinde SO₂ gazı oluÅŸumu söz konusu deÄŸildir. Sıvı yakıt kullanıldığı (petrol türevi) takdirde yakıttaki sülfür oranına baÄŸlı 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 oluÅŸumu artar. Son teknolojik geliÅŸmeler (alevin yayılması ve/veya su ya da buhar püskürterek yanma sıcaklığının düÅŸürülmesi) NO_X oluÅŸumunun kabul edilebilir seviyelere düÅŸürülmesini saÄŸlamıştır. Bunun dışında, SO₂’de olduÄŸu gibi çeÅŸitli 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 oluÅŸturmaktadır.

Bu gazın birim enerji için açığa çıkan miktarını azaltmaktan baÅŸka 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 saÄŸlanmıştır. Dünyadaki bu ÅŸekilde kullanılması durumunda mevcut petrol rezervlerinin 41, doÄŸal gazın 62, kömürün ise 230 yıllık ömrü kaldığı tahmin edilmektedir. Fosil kökenli enerji kaynaklarının yakın bir gelecekte tükenecek olması, bu kaynakların verimli olarak kullanılmasını, diÄŸer taraftan yenilenebilir enerji kaynaklarının daha etkin ve yaygın bir ÅŸekilde kullanılması gerekliliÄŸini ortaya çıkarmıştır.

1990’lı yıllarda biyogazdan elektrik enerjisi üretimi tüm dünyada 5000 GWh civarında iken, 2000 yılında bu deÄŸer 12048 GWh düzeyine yükselmiÅŸtir. Amerika’da 4984 GWh, Ä°ngiltere’de 2556 GWh, Almanya’da 1683 GWh, Ä°talya’da 566 GWh, Fransa’da 346 GWh elektrik üretildiÄŸi kayıtlara geçmiÅŸtir.

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

Çevresel ve Ekonomik EtkileÅŸimler

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

?  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 verimliliÄŸinin arttırılması, enerji maliyet azalımı,

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