İklim değişikliği ile mücadelenin önemi her geçen gün artıyor. Bu bilinç, yenilenebilir enerji kaynaklarının geliştirilmesine ve benimsenmesine öncülük etmektedir. Biyoenerji, popülaritesi artan böyle bir kaynaktır. Bu makale, biyoenerjinin ne olduğu ve gelecekte neden önemli olacağı hakkında bilgi vermektedir.
İçindekiler
bioenergy’un tanımı
Biyoenerji (eski Yunanca biyo, yaşamdan) ahşap, tarım ürünleri veya organik atık gibi organik malzemelerden elde edilir. Eski fosilleşmiş biyokütle olan fosil yakıtların aksine, biyokütle olarak bilinen yeni yetiştirilen organik maddeden elde edilirler. Elektrik, ısıtma, soğutma ve ulaşımda kullanılabilir. Biyoyakıt gibi sıvı formlarda, biyogaz gibi gaz formlarda veya enerji için odun yakmak gibi katı formlarda kullanılabilir.
Biyoenerji, insanlar tarafından kullanılan en eski enerji biçimidir, ancak aynı zamanda Avrupa’nın fosil yakıtlardan uzaklaşma ve ekonomiyi karbondan arındırma çabalarının da ön saflarında yer almaktadır. Avrupa’da uygulanan iklim ve enerji politikaları sonucunda biyoenerji kullanımı hızla artmaktadır. Ancak biyoenerji karbondioksit yayar ve çıkarılması bir dizi çevresel soruna neden olabilir.
Biyoenerji, organik maddeleri yakıt olarak kullanarak çeşitli şekillerde üretilen yenilenebilir bir enerji türüdür. Bu malzemelere biyokütle denir ve kimyasal enerji depoları oluşturmak için güneş ışığını kullanan herhangi bir organik malzemeden yapılabilir. Bitkiler, odun, gıda ve tarımsal atıklar, lağım suyu, algler ve organik evsel/endüstriyel atıkların tümü bu tür enerjiyi üretmek için kullanılabilir.
Biyoenerji ne için kullanılır?
Biyoenerji, enerji için biyokütle kullanımını teşvik eden politikalar getirilmeden önce, Avrupa Birliği’nde çoğunlukla ısı üretimi için kullanılıyordu. 2011 yılında biyoenerjinin %72’si ısı, %16’sı ulaşım yakıtı ve %12’si elektrik olarak tüketilmiştir (AEBİOM, 2013). Biyokütlenin elektriğe dönüştürülmesi ve ulaşım yakıtı ısıya göre çok daha verimsiz olduğundan, elektrik ve ulaşımda tüketilen enerjiden çok daha fazla biyokütle hammaddesi kullanılmaktadır. Biyokütle elektriğe dönüştürüldüğünde, biyokütle girişinin hacmi, enerji çıkışının üç katıdır. Ulaşım ve elektrik sektöründe biyokütle kullanımı daha hızlı artmaktadır (Avrupa Komisyonu, 2014). 2010-2020 yılları arasında biyokütlenin ısınma amaçlı kullanımının %25 artması, elektrik ve ulaşım için biyokütle kullanımının ise iki katına çıkması bekleniyor.
Biyoenerji nasıl üretilir?
Biyoenerji, biyokütleyi bir enerji kaynağına dönüştürür. Biyokütle, özellikle elektrik üretiminde kullanılmak üzere üretilebilir veya yenilenebilir enerji üretiminde kullanım bulan başka bir sürecin atık ürünü olabilir. Tarım endüstrisi, biyoenerji üretiminde kullanılmak üzere geri dönüştürülen büyük miktarlarda atık üretir. Gıda ve ağaç işleme endüstrileri de geri dönüştürülebilen büyük miktarlarda atık üretir. Biyoenerji farklı şekillerde üretilebilir ve yöntem, kullanılan teknolojiyi de etkileyen biyokütlenin türüne ve salınan enerjinin türüne (genellikle elektrik veya gaz) bağlıdır.
Örneğin, etanol ve biyodizel gibi sıvı biyoyakıtlar, mısır gibi mahsuller tarafından üretilirken, elektrik üretebilen biyogaz veya ulaşım yakıtı olarak kullanılan biyometan üretmek için gübreler kullanılır. Biyoenerji üretiminin ana yöntemlerinden bazıları şunlardır:
Anaerobik sindirim
Anaerobik koşullar altında, biyokütle, anaerobik solunumun doğal süreci yoluyla biyolojik olarak parçalanır. Biyoçürütücüler, biyokütlenin anaerobik sindirimini kolaylaştırmak için tasarlanmış ve geliştirilmiştir. Çeşitli biyokütle kaynakları bu biyoasitlere sindirilebilir, ancak bunlar için en uygun türler lağım suyu, ıslak tarımsal artıklar ve komposttur. Bu malzemeler anaerobik olarak sindirildiğinde biyogaz üretir ve bu daha sonra gaz türbini içinde ısı ve güç üretmek için yakılır. Bu biyogaz ayrıca doğal gaz standartlarına göre geliştirilebilir ve şebekede kullanılabilir.
geleneksel (geleneksel) yanma
Yakma, biyokütleden enerji elde etmenin en kolay yoludur ve bu onu en yaygın kullanılan teknoloji haline getirmiştir. Yanma, biyokütleyi daha sonra bir buhar türbini veya motora güç vererek elektrik üretmek için kullanılabilen ısıya dönüştürür. Yanmanın elektriksel verimi %20-35 gibi çok düşük olmasına rağmen, ortak üretim yöntemleri yaklaşık %85 gibi yüksek verim sağlayabilir. İki ana tip termal yanma teknolojisi vardır. Birincisi, bu biyokütlenin sabit bir ızgara üzerine yerleştirildiği ve yanmayı kolaylaştırmak için kapıdan geçen hava ile yakıldığı kademeli yanmadır.
Diğer tip, kumun biyokütle ile karıştırıldığı ve sıvı benzeri bir maddeye dönüştürüldüğü akışkan yataklı yanmadır. Bu, daha eşit yanmasına yardımcı olur ve bu da verimliliğini artırır. Bu yöntem aynı zamanda çeşitli biyokütle türleri için de uygundur.
gazlaştırma
Gazlaştırma sırasında, gazlaştırıcıya biyokütle eklenir ve 800-1000°C aralığındaki sıcaklıklara ısıtıldığından sınırlı oksijen verilir. Bu termokimyasal süreç, biyokütlenin kısmen yanmasıyla sonuçlanır ve bunun çoğu, karbon monoksit, karbon dioksit, metan, hidrojen ve nitrojen karışımı olan “syngas” olarak bilinen şeye dönüştürülür. Syngas, doğrudan bir ısı veya güç kaynağı olarak kullanılabilir. Diğer yeni teknolojiler kullanılarak biyoyakıtlara da dönüştürülebilir. Yakma, biyokütleden enerji üretmenin en yaygın yöntemidir, ancak gazlaştırma daha verimlidir.
piroliz
Piroliz, gazlaştırmaya benzer bir yöntemdir. Piroliz ile biyokütle, gazlaştırmada olduğu gibi sınırlı bir oksijen kaynağıyla ısıtılır, ancak yöntem katı, sıvı veya gaz halinde olabilen ürünler üretir. İşlemin sonucu, biyokütlenin ısıtılma hızına ve sıcaklığına bağlıdır. Ortaya çıkan gazlar ve sıvılar daha sonra biyoenerji üretmek için kullanılır.
Biyoenerji gelecek için neden önemli?
İkinci rakamların dünyanın toplam enerji arzının yaklaşık %9,5’ini oluşturduğu tahmin edilmektedir ve biyoenerjinin 2023 yılına kadar üçte bire çıkması beklenmektedir. Bu, hükümetlerin çevresinde yenilenebilir enerji kaynağı sağladığı en hızlı büyüyen enerji sektörüdür. Tüm dünyada iklim değişikliği ile mücadelede yenilenemeyen kaynakların kullanımından tamamen vazgeçilmesi için çaba gösteriliyor. Biyokütle geleceğin küresel enerji sisteminde önemli bir rol oynayacaktır. Kullanımı, karbon emisyonlarının azaltılmasında önemli bir etkiye sahip olacaktır. Bununla birlikte, biyoenerjinin yaratılmasında yer alan süreçlerin, biyoenerjinin kendi başına karbon emisyonlarına katkıda bulunmamasını sağlamak için iyileştirilmesi gerekmektedir.
Örneğin, biyoyakıtları üretmek ve taşımak için kullanılan enerji karbon nötr tutulmalıdır. Buna ek olarak, tarım arazileri, hayati enerji için biyokütle oluşturmak üzere ekin yetiştirmeye adanmıştır ki bu, yaklaşmakta olan gıda krizi göz önüne alındığında önemsiz bir yöntemdir. Biyoenerjinin gerçekten yenilenebilir bir enerji kaynağı sağladığından emin olmak için bu konular ele alınmalıdır.
kaynak:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/gcbb.12205
https://wg1.ipcc.ch/SR/documents/SR1.5_LAM3_Room_Assignment.pdf
www.iea.org/…/modern-bioenergy-leads-the-growth-of-all-renewables-to-2023-according-to-latest-iea-market-forecast
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6973137/
yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]