BiyoKütle Nedir?

Fen bilimlerinde belirli bir alan veya hacme sahip organizmanın su haricindeki toplam kuru madde miktarı olarak tanımlanmaktadır. Ancak biyokütle biyolojik kaynaklı madde anlamına gelmektedir. Ekosistemlerdeki canlılar tarafından sentezlenen organik maddelerin tümüdür. Yaşayan ve yakın zamanda yaşamakta olan canlılardan edinilen fosil nitelik kazanmamış biyolojik materyallere verilen genel isimdir.

Besin zinciri piramidinde üreticiler tarafından sentezlenen biyokütle tüketicilere aktarılırken azalmaktadır. Bunun nedeni üretici, tüketici ve ayrıştırıcılar arasında metabolizma, boşaltım ve ölüm gibi yaşamsal faaliyetler ve enerji dönüşümlerinden dolayı sürekli ilişki içinde bulunmasıdır.

Kavram evrensel veya bölgesel olarak ifade edilebilmektedir. Biyokütleye örnek olarak arpa, çalı, tundra, savan, tropik muson ormanı ve yağmur ormanları verilmektedir. Yeşil bitkilerin güneş enerjisini fotosentez ile kimyasal enerjiye dönüşümü ve depolanması ile oluşmaktadır.

Günümüzde ortaya çıkan enerji krizlerinin aşılmasında kurtarıcı rol oynamaktadır. Enerji verimliliği artışının sağlanması ve kontrolü için tarım faaliyetlerinde biyokütle artırıcı çareler aranmakta ve uygulanmaktadır. Petrol, kömür vb. tükenebilir doğal kaynaklara olan ihtiyacın azalması için keten, arpa, mısır ve şekerpancarı ekimi evrensel hale gelmiştir. Böylece bir yandan besin eldesi yükseltilirken bir yandan yakıt olarak kullanımları amaçlanmaktadır. Biyokütle yenilenebilir bir enerji kaynağıdır. Biyolojik materyal işlenerek yakıt ve ısı elde edilmekte ve endüstride kullanılmaktadır. Bitki bazlı enerji karbon çevrimini sağlamaktadır.

Biyoakıt olarak adlandırılan organik yakıt, oksijensiz ortamda mikrobiyolojik floranın etkisi ile biyokütlenin metan gazı ve karbondioksite dönüştürülmesi işlemidir. Biyokütle olarak temelde bitkisel ve hayvansal atıklar yer almaktadır. Bitkisel yağ (soya, Ayçiçek, kolza, aspir, atık kızartma yağları), metanol ve alkali katalizör reaksiyonu ile üretilmektedir.

Biyogaz reaksiyonu esnasında hayvansal gübreler fermante olmaktadır. Bu nedenle daha sık kullanılmaktadır. Özellikle toprak verimini tuzluluğa neden olarak düşüren ve tercih edilmeyen tavuk gübreleri üretimde yüksek oranda tercih edilmektedir. Ayrıca diğer hayvansal atıklar, tarımsal atıklar, orman organik atıkları, şehir atık suları gibi maddelerden hammadde olarak yararlanılmaktadır. Klasik yakma işleminde kullanılabilmenin yanı sıra ısı-elektrik üretimini ve maddenin katı, sıvı, gaz yakıtlara çevrilmesini mümkün kılmaktadır. Türkiye gerek kaynak gerek altyapı bakımından yüksek potansiyele sahiptir.

Biyoyakıtın petrol ithalatının azalmasını, enerji tarımının ve kırsal kesime ait sosyoekonomik yapının gelişmesini, doğal enerji kaynaklarının ve çevrenin korunmasını sağlamaktadır. Sürdürülebilir enerjiye destek veren, yağlayıcı özelliği ile motoru koruyan biyoyakıt “biyodizel” olarak adlandırılmaktadır. Yüksek parlama noktasına sahip olduğundan depolanması ve nakliyesi oldukça güvenlidir. Özellikle kırsal kesimde istihdamı arttırmakta ve enerji hatlarından uzak üretim sahalarında enerji ve tasarruf sağlamaktadır. İlk olarak İngiltere’de fosseptiklerdeki metan gazı sokak lambalarında aydınlatma amacıyla kullanılmıştır.

Ekolojik bakımdan zararlı etkisi gözlenmemektedir. Ancak yine de bazı çevresel etkilere sebep olmaktadır. Yakma prosesinin ardından oluşan atıkların bertaraf edilmesi gerekmektedir. Ayrıca depolanması ile geçici görsel kirlilik yaratmaktadır. Alternatif enerji kaynakları arasında sürekli enerji sağlayabilen, yenilenebilir bir kaynaktır. Depolama şartlarının kolay ve elverişli olması, yerli bir kaynak olması ve sera etkisine kaynak sağlamaması biyokütle enerjisini kullanılabilirliğini arttırmaktadır. Fosil yakıtlar ile bileşimleri halinde yakılabilmektedir. Böylece fosil yakıtların hava kirliliği üzerindeki etkileri de azaltılmaktadır. Ancak ekilmesi, işlenmesi uzun zaman, teknoloji ve insan gücü gerektirmektedir. Fosil yakıtların oluşmak için geçirdikleri evre ve tükenecek olmaları bu dezavantajların makul görülmesini sağlamaktadır.

Hammadde ve Yöntemler

Biyokütle enerjisi eldesinde yararlanılabilecek maddeler klasik ve modern olmak üzere iki grupta incelenmektedir. Klasik biyokütle ormanlarda oluşan ve bitki, hayvan atıklarıdır. Modern biyokütle enerjisi ise tarıma dayalı endüstri, kentsel ve evsel, bitkisel (kabuk, kök, saman, sap), orman endüstrisi atıkları ve enerji ormancılığıdır. Bitkisel atıklar; protein bitkileri (buğday, fasulye, bezelye), elyaf bitkileri (miskantus, sorgum, kenevir, keten), karbonhidrat bitkileri (enginar, pancar, mısır, buğday, patates), yağlı tohum bitkileridir (soya, Ayçiçek, kolza).

Yakıt eldesinde fiziksel ve dönüşüm proseslerinden yararlanılmaktadır. Fiziksel süreçler; boyut küçültme, öğütme, kurutma, filtrasyon, ekstraksiyon ve briketlemedir. Dönüşüm süreçleri ise termokimyasal ve biyokimyasal proseslerdir. Başarısı kanıtlanmış dönüşüm prosesleri ve nihai ürünler aşağıda yer almaktadır.

Biyometanlaştırma Prosesi ile biyogaz, biyofotoliz prosesi ile hidrojen, fermantasyon prosesi ile biyoetanol, piroliz prosesi ile pirolitik sıvı, gazlaştırma prosesi ile gaz yakıt, karbonizasyon prosesi ile biyokömür ve esterleşme prosesi ile biyodizel üretilmektedir.