Tarım atıkalrının ama özellikle de pirinanın biyokütle yakıtı olarak kullanılması son zamanlarda oldukça ilgi çeken bir araştırma konusu haline geldi. Biyokütle pratiklerimizi geliştirecek ve ufuk açacak çalışmalar için bilim insanlarımıza teşekkür ederiz. AşağıdaEsra Boztepe ve Prof. Dr. Ayten Karaca’nın tarımsal atıkalrın yakıt olarak kullanılması üzerine yaptıkları çalışmadan bir kesit sunuyorum. İlginizi çekeceğini umarım.
ÖZET
Yenilenebilir enerji kaynakları arasında rüzgâr ve güneş enerjileriyle birlikte biyokütle enerjisi de sayılabilir. Enerji ihtiyacının sürekli artması, fiyatlarının yükselmesi, çevresel problemlerin ortaya çıkması ve enerji kaynaklarının fosil kökenli olması insanların yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelmesini gerekli kılmaktadır. Odun kökenli atıklar ile pamuk, ayçiçeği ve tütün sapları gibi tarımsal atıklar enerji üretimi için önemli bir potansiyel oluşturmaktadır. Ülkemiz geçen yıl 5,5 milyon ton kömür ithal etmiş ve bu kömürün 4.900.000 tonunu ısınmada kullanmıştır. Ülkemizde her yıl 38milyon 220bin ton miktarında organik atık
çıkmasına rağmen bu atıklar herhangi bir şekilde değerlendirilmeyip ya anız olarak yakılarak yada çöp alanlarına atılarak bertaraf edilmektedir. Bu tür atıkların değerlendirilip ülke ekonomisine kazandırılması ivediyle gerekmektedir. Yenilenebilir Enerji kaynakları konusunda verilen kanun teklifi[**] ise bu konuda ülkemizdeki yaklaşımın olumlu olduğunu göstermektedir. Ayrıca aynı kanun teklifinde biyokütle enerjisine dayalı üretim tesislerinde elde edilen elektrik için uygulanması tasarlanan destek miktarları belirtilerek yenilenebilir enerji kaynaklarının desteklenmesi öngörülmektedir. Biyokütleden enerji elde edilmesi sırasında bir yandan tarımsal
atıklardan yakacak olarak yararlanma olanağı doğmuş olacak, bir yandan da biyokütleden enerji eldesi sırasında bir sera gazı olan CO2 emisyon miktarı azalacak ve Kyoto protokolüne daha kolay uyum sağlanmış olunacaktır. Sonuç olarak; tüm bu güncel gelişmeler çerçevesinde yenilenebilir enerji kaynağı olarak tarımsal atıkların kullanılması gerekliliği gündeme gelmiştir
1.GİRİŞ
Doğa ve evrenin oluşumundan bugüne kadar var olan ve varlığının devam edeceği beklenilen enerji, insanlık tarihiyle beraber birçok gelişim ve aşama kaydetmiştir.
Đnsanlar yaşamlarını doğal çevrede sürdürürken ihtiyaçlarını da doğal kaynaklardan sağlıyorlardı. Kurutmayı ve ısınmayı güneşle yapıyorlar ve bir kandilin ışığıyla
aydınlanıyorlardı. Günümüzde ki artan nüfus, kentleşme, sanayileşme, ve ihtiyaçların çeşitliliği insanların enerji talebini ve kullanım miktarını artırmıştır. Đnsanların doğası
gereği üretim, tüketim, yatırım ve büyüme bir yarış haline gelmiş ve hep daha fazlasını istemelerine neden olmuştur. Neden bu hırs ve bu kadar tüketim? Bu enerjinin yok
olacağı, bir gün tükenebileceği akıllara bile gelmemiş, acaba başka alternatifler var mıdır sorusu hiç sorulmamıştır. Kullanılan bu fosil kökenli enerji kaynaklarının yakın gelecekte
tükenme tehlikesiyle karşı karşıya olması, ayrıca enerji fiyatlarının hızla yükselmesi, diğer yandan ortaya çıkan çevresel problemler insanların yenilenebilir temiz enerji
kaynaklarına yönelmesini gerekli kılmaktadır.
Milyonlarca yıl önce ölmüş hayvan ve bitkilerin atıkları yüksek ısı ve basınç altında petrol, kömür ve doğalgaz gibi fosil yakıtları oluşturmuştur. Bu yakıtlar, gelişmeleri
çok uzun yıllar aldığı için “yenilenmeyen yakıtlar” olarak adlandırılmaktadır. Yıllarca ülkelerin uyguladığı siyasi politikalar ve insani hırslardan dolayı alternatif enerji
kaynaklarının arayışı ve var olanların değerlendirilmesi gündeme gelmemiştir. Bazı teknolojilerin kurulum maliyetinin yüksek olması ve devlet desteğinin yetersiz kalması,
üretilecek olan enerjinin gıda güvenliği üzerindeki etkilerinin yarattığı endişeler ve yapılan yatırımların yetersiz kalması fosil yakıt kullanımını devamlılığını artırmıştır.
Fakat mevcut kaynakların tükenme sorununun ve insan yaşamının küresel ısınma tehlikesiyle karşılaşmasından dolayı fosil yakıtların yerini artık yenilenebilir enerji
kaynakları, yani doğada sürekli var olan, güneş, rüzgâr, biyokütle, biyoyakıtlar, jeotermal, hidrolik, okyanus kaynakları vb. almaya başlamıştır. Yenilenebilir enerji
kaynaklarının en büyük özelliklerinin başında sürekli tekrarlanabilir olmaları ya da kaynağının tükenme hızından daha hızlı bir şekilde kendilerini yenileyebilmeleri geliyor.
Bunun yanında bu teknolojiler özellikle çevre dostu olmaları, ülkemiz açısından potansiyelinin yüksek olması ve ekolojik denge yönünden olumlu etkileri ile fosil yakıtlara
nazaran üstünlük sağlamaktadır.
2. YENİLENEBİLİR ENERJİ KAYNAKLARI
Yenilenebilir enerji, sürekli devam eden doğal proseslerdeki var olan enerji akışından elde edilen enerjidir. Türkiye’nin mevcut potansiyeli ve enerji kullanım miktarları tablo
1’de verilmiştir.
Tablo 1. Türkiye yenilenebilir enerji potansiyelleri ve kullanımı değerleri(Bilim ve Teknik mayıs 2009)
2.1 GÜNEŞ ENERJİSİ
Güneş enerjisi bilinen en eski ve en temel enerji kaynağıdır. Güneş enerjisinin pratikte kullanım olanakları evlerde sıcak su, ısıtma, soğutma, endüstride proses ısısının üretimi,
tarımda sulama, kurutma ve pişirmedir. Güneş enerjisi üretiminde kullanılan teknolojiler parabolik odaklayıcılar Şekil 1’de parabolik lineer (çizgisel yansıtıcılı) vakumlu borularla
buhar üretimi ve türbinjeneratör grubu ile elektrik enerjisi üretimi prensibi gösterilmiştir. Ayrıca güneş kulesi, heliustat (ayna tarlası) ve fresnel yansıtıcılarla çizgisel odaklama
sistemleridir.
2.2 BİYOKÜTLE
Biyokütle kentsel çöpler, endüstriyel artıklar, tarımsal artıklar, odun, ormancılık artıkları, etanol, biodiesel vb. ürünlerin islenmesi sonucu ortaya çıkan katı, sıvı ve gaz gibi
yakıtların tümüne denilmektedir. Bunlardan elde edilen her türlü enerjiye de biyoenerji denilmektedir. Biyokütle; bitkiler, ağaçlar ve tarım bitkilerinin olusturduğu bütün organik maddeleri
tanımlayan bir terim olarak esasen fotosentez ile günes enerjisinin toplandığı ve depolandığı ortamlardır. Dünya üzerinde yer alan biyokütlenin yaklasık % 90’ı ormanlarda bulunmakta ve dünya ormanlarının yıllık net biyolojik üretimi yaklasık 50×1019 ton olarak tahmin edilmektedir. Türkiye zengin tarımsal potansiyeli ile gelismekte olan bir ülkedir ve bu potansiyelinden dolayı tarım alanlarından büyük miktarlarda tarımsal atık çıkmaktadır. Toplam tarımsal atık miktarı kuru baz da yaklasık olarak 40 – 53 milyon ton olarak hesaplanmıstır. Tarımsal atıkların ortalama enerji esdeğeri 17.5 MJ olduğu için tarımsal atıkların yıllık enerji esdeğeri 470 PJ ile 620 PJ arasında değismektedir.
Çevresel kosulların son yıllardaki küresel değisimi ve atmosferdeki karbon ve kükürt bilesiklerinin miktarının artması, fosil yakıtlara alternatif olabilecek kaynak arayısını baslatmıstır. Sera gazının neden olduğu zararlar direkt olarak tarım alanlarını ve ormanları etkilemektedir. Günes enerjisinin biyokütle biçimindeki depolanmıs enerjiye dönüsümü, yasam için esastır. Fotosentez yoluyla enerji kaynağı olan organik maddeler sentezlenirken tüm canlıların solunumu için gerekli olan oksijeni de atmosfere verirler. Üretilen organik maddelerin yakılması sonucu ortaya çıkan karbondioksit ise, daha önce bu maddelerin olusması sırasında atmosferden alınmıs olduğundan, biyokütleden enerji elde edilmesi sırasında çevre karbondioksit salınımı açısından korunmus olur.
Atımtay ve Topal (2004), Türkiye’de biyokütleden temiz enerji elde etme amacıyla yaptıkları çalısmada biyokütlenin yakıldığında ikincil hava ihtiyacını ortaya çıkaran yüksek CO ve CmHn emisyonlarının olustuğunu, ömürün SO2 emisyonu 2400-2800mg/Nm3 civarında iken çalısmada kullanılan biyokütle yakıtları (ayçiçeği sapı, kayısı çekirdeği, seftali çekirdeği, prina, pamuk çiğidi posası) için SO2 emisyonunun sıfır olduğunu, yapılan tüm yakma deneylerinde NOX emisyonlarının, Hava Kalitesi Kontrolü Yönetmeliği (2002) tarafından belirlenen sınır değerlerin altında bulunduğunu belirlemislerdir. Biyokütle yakıtları hemen hemen hiç sülfür emisyonları üretmezler ve asit yağmurlarını azaltırlar. Biyokütle yakıtları atmosferik karbonun döngüsünü sağlar, küresel ısınmayı azaltırlar. Atmosfere salınan karbondioksit miktarı, biyokütlenin büyüme sürecinde aldığı karbondioksit miktarına esittir.
Biyokütlenin yanması sonucu kömüre kıyasla daha az kül olusur ve külün ortamdan uzaklastırılması kolay ve ucuz olur, depolama alanı gereksinimi azalır. Biyokütle külü tarım alanlarında toprak iyilestirici olarak kullanılabilir. Kısa dayanıklı enerji bitkileri ( otlar ve ağaçlar ) geleneksel çiftlik bahçelerine kıyasla daha az yetisme ortamı faktörleriyle yetinebilirler. Enerji bitkileri daha az gübreleme ve herbisit ( bitkilere karsı etkili kimyasal maddeler ) uygulaması gerektirirler ve yıl boyunca vejetatif büyüme ( ağaç türlerinin kütük ve köklerinden sürgün gelisimi ile büyümesi ) sağlarlar, toprak erezyonuna karsı koruma sağlayarak havza kalitesini artırırlar, ayrıca yaban hayatını gelistirirler. Arastırmacılar bu sonuçlara dayanarak, akıskan yatak teknolojisi ile OSB ve KOBĐ’lerin biyokütle ve kömür yakarak daha ucuz enerji elde edebileceğini ve biyokütleden enerji eldesi sırasında, bir sera gazı olan CO2 emisyonunun azalacağını tespit etmislerdir. Bu sayede Kyoto protokolüne daha kolay uyum sağlanacağını ayrıca enerji tarımı ve enerji ormancılığının geliseceğini belirtmislerdir. Dutta (2007), biyokütlenin C/H oranının kömürden düsük olduğunu ve yaklasık 8-10 civarında olduğunu, kömüre göre biyokütlenin daha düsük kükürt ve daha fazla potasyum ve sodyum içerdiğini belirtmistir. Kalkınmakta olan ülkelerde biyokütlesel enerjinin kullanımı hızla artmaktadır. Biyokütle enerjisi büyük potansiyelinden dolayı (300-500 MTEP/yıl) AB ülkeleri için de büyük öneme sahiptir Avrupa’da enerji amacıyla biyokütle kaynağı olarak, odunsu biyokütle, ağaç isleme endüstrisi atıkları, tarımsal atıklar, endüstriyel organik atıklar, hayvan gübreleri, belediye katı atıkları veya kaynakları, ayrılmıs evsel atıklar, lağım suları ve özellikle de enerji bitkileri yaygın olarak kullanılmaktadır
Yenilenebilir Enerji Kaynağı Olarak Tarımsal Atıklar
