Bioktle Enerjisi Dipl Ing Cemal ELK Bioktle Enerjisi
Biokütle Enerjisi Dipl. -Ing. - Cemal ÇELİK
Biokütle Enerjisi Biokütle Nedir? Biokütle, bir türe veya çeşitli türlerden oluşan bir topluma ait yaşayan organizmaların belirli bir zamanda sahip olduğu toplam kütle olarak tanımlanabilir. Biokütle aynı zamanda bir organik karbon olarak da kabul edilmektedir. Biokütle, yaşayan ya da yakın zamanda yaşamış canlılardan elde edilen fosilleşmemiş tüm biyolojik malzemenin genel adıdır. Biokütle, bir enerji kaynağıdır ve endüstriyel anlamda Biokütle, bu biyolojik maddelerden yakıt elde edilmesi ya da diğer endüstriyel amaçlarla kullanılması ile ilgilidir.
Biokütle Enerjisi • Enerjinin çevresel kirliliğe yol açmadan sürdürülebilir olarak sağlanabilmesi için kullanılacak kaynakların başında ise biyokütle enerjisi gelmektedir. • Biokütle enerjisi tükenmez bir kaynak olması, her yerde elde edilebilmesi, özellikle kırsal alanlar için sosyo ekonomik gelişmelere yardımcı olması nedeniyle uygun ve önemli bir enerji kaynağı olarak görülmektedir. • Biokütle için mısır, buğday gibi özel olarak yetiştirilen bitkiler, otlar, yosunlar, denizdeki algler, hayvan dışkıları, gübre ve sanayi atıkları, evlerden atılan tüm organik çöpler (meyve ve sebze artıkları) kaynak oluşturmaktadır.
Biokütle Enerjisi • Petrol, kömür, doğal gaz gibi tükenmekte olan enerji kaynaklarının kısıtlı olması, ayrıca bunların çevre kirliliği oluşturması nedeni ile, biokütle kullanımı enerji sorununu çözmek için giderek önem kazanmaktadır. • Bitkilerin ve canlı organizmaların kökeni olarak ortaya çıkan biokütle, genelde güneş enerjisini fotosentez yardımıyla depolayan bitkisel organizmalar olarak adlandırılır. • Biyokütle, bir türe veya çeşitli türlerden oluşan bir topluma ait yaşayan organizmaların belirli bir zamanda sahip olduğu toplam kütle olarak da tanımlanabilir.
Biokütle Enerjisi • Fotosentez yoluyla enerji kaynağı olan organik maddeler sentezleşirken tüm canlıların solunumu için gerekli olan oksijeni de atmosfere verir. • Üretilen organik maddelerin yakılması sonucu ortaya çıkan karbondioksit ise, daha önce bu maddelerin oluşması sırasında atmosferden alınmış olduğundan, biokütle'den enerji elde edilmesi sırasında çevre, CO 2 salınımı açısından korunmuş olacaktır. • Bitkiler yalnız besin kaynağı değil, aynı zamanda çevre dostu tükenmez enerji kaynaklarıdır.
Biokütle Enerjisi • Bitkilerin toprak altında milyonlarca yıl kalmasıyla oluşan fosil yakıtlar, aslında yukarıda tanımlanan biyokütle ile aynı özellikleri taşımalarına karşın yer altındaki sıcaklık ve basınçla değişime uğradıklarından, yakıldıklarında havaya bir çok zararlı madde atarlar. • Ayrıca, milyonlarca yılda oluşan bu biri kiminkısa süre içinde yakılması havadaki karbondioksit dengesinin bozulmasına yol açar ve bu da küresel ısınmaya neden olur. Bioyakıtların içerisindeki karbon, bitkilerin havadaki karbondioksiti CO 2 parçalaması sonucu elde edildiği için, bioyakıtların yakılması, dünya atmosferinde net karbondioksit artışına neden olmaz
Biokütle Enerjisi Biyokütle materyalleri işlenerek katı, sıvı ve gaz yakıtlarına dönüştürülebilirler. Bunun sonucunda biyodizel, biyoetanol, pirolitik gaz gibi ana ürünler oluştururken gübre, hidrojen gibi yan ürünler de oluştururlar. Biyokütle Kaynakları Oluşumu
Biokütle Enerjisi Yenilenebilir Enerji Kaynakları Biokütle ürünleri genellikle iki başlık altında ele alınmaktadır: a) Verimi nispeten daha düşük olan, geleneksel, birinci nesil biyokütle. b) Daha yüksek verimli, modern, ikinci nesil biyoenerji ürünleri. Biyokütle Kaynakları
Biokütle Enerjisi Geleneksel biokütle kapsamında ele alınan ürünler, yoğunlukla gelişmekte olan ülkelerde kullanılan odun ve odun kömürü ve yemek pişirmede, ısıtmada ve aydınlatmada kullanılan hayvansal atıklardır. Modern biyoenerji ürünleri ise temel olarak iki kategoride değerlendirilmektedir: i) Biyoetanol, biyodizel gibi ulaşımda kullanılan sıvı yakıtların üretimi, ii) Organik atıkların yakma, piroliz ve gazifikasyon gibi metodlar ile oksijen varlığında veya oksijensiz olarak yakılması ile enerji üretilmesi
Biokütle Enerjisi
Biokütle Enerjisi Başlıca Biokütle Kaynakları aşağıda listelenmiştir. 1. Bitkisel Biokütle Kaynaklar • Yağlı tohumlu bitkiler (kanola, ayçiçek, soya v. b. ) • Elyaf bitkileri (keten, kenaf, kenevir, sorgum, miskantus, v. b. ) • Protein bitkileri (bezelye, fasulye v. b. ) • Bitkisel ve tarımsal artıklar (dal, sap, saman, kök, kabuk, v. b. ) 2. Orman ve Orman Ürünlerinden Elde Edilen Biokütle Kaynakları Odun ve orman atıkları (enerji ormanları ve enerji bitkileri, çeşitli ağaçlar)
Biokütle Enerjisi 3. Hayvansal Biokütle Kaynakları Sığır, at, koyun, tavuk gibi hayvanların dışkıları, mezbahane atıkları ve hayvansal ürünlerin işlenmesi sırasında ortaya çıkan atıklar. 4. Organik çöpler, Şehir ve Endüstriyel Atıklardan Elde Edilen Biokütle Kaynakları Kanalizasyon ve dip çamurları, kağıt, sanayi ve gıda sanayi atıkları, endüstriyel ve evsel atık sular, belediye ve büyük sanayi tesisleri atıkları
Biokütle Yetiştiriciliği Biokütle yetiştiriciliğinin amacı enerji ormanları ve enerji tarımı ile modern biyokütle yakıt hammaddesini elde etmektir. • Ormancılık ve tarıma dayalı bu yetiştiriciliğin temelinde bitkilerin güneş enerjisini fotosentez yoluyla bünyelerinde depolamaları esası yatmakta olup hızlı fotosentezle çabuk büyüyen bitkiler üzerinde durulmaktadır.
Biokütle Yetiştiriciliği • Enerji kaynakları arasında en çok bilinen ve ilk kullanılan odundur. • Biokütle enerjisi olarak odun, yetişmesi uzun yıllar alan ağaçların kesilmesi ile elde edildiğinde, ormanların yok olmasına ve büyük çevre felaketlerine yol açmaktadır.
Biokütle Yetiştiriciliği Günümüzde biokütle enerjisini klasik ve modern olarak iki sınıfa ayırmak mümkündür: • Ağaç kesiminde elde edilen odun ve hayvan atıklarından oluşan tezeğin basit şekilde yakılması klasik biokütle enerjisi, • Enerji bitkileri, enerji ormanları, ve ağaç endüstrisi atıklarından elde edilen biodizel, atenol gibi çeşitli yakıtlar, tarım kesimindeki bitkisel ve hayvansal atıklar, kentsel atıklar, tarıma dayalı endüstri atıkları modern biyokütle enerjisinin kaynağı olarak tanımlanır. Modern biokütle eldesini aşağıdaki gibi sınıflandırabiliriz: a)Enerji Ormanları b) Enerji Tarımı - Yüksek verimli enerji bitkileri
Biokütle Yetiştiriciliği a) Enerji Ormanları Bugün dünyada kara kavak, balzam kavakları, titrek kavaklar, söğüt, okaliptus ve yarı kurak alan bitkisi olarak da cynara gibi hızlı büyüyen ağaçlar enerji amacıyla yetiştirilmektedir.
Biokütle Yetiştiriciliği • Bu ağaçlar oldukça değişik iklim ve toprak koşullarında yetişebildiği gibi büyüme hızları da diğer ağaçlara göre 10 -20 kat arasında değişmektedir. • Günümüzde biyoteknolojik yöntemlerle enerji ağaçlarının büyüme hızları daha da artırılabilir. Bu ağaçların genelde her 5 yılda bir ´ budanarak yeniden büyümeleri sağlanır ve hasat edilen dallar biokütle kaynağı olarak kullanılır. • Enerji ormanlarından elde edilen ortalama yıllık verim, hektardan 22 ton dolayında biyokütle olmaktadır. Enerji ağaçları ile hem var olan ormanların korunması, hem de çevre kirliliğini azaltmak olanaklıdır.
Biokütle Yetiştiriciliği b) Enerji Tarımı - Yüksek verimli enerji bitkileri Son yıllarda, yüksek büyüme hızlarına sahip ve oldukça verimsiz topraklarda bile yetişebilen enerji bitkileri üzerine yapılan çalışmalar yoğunlaşmıştır. Bu bitkilerle, günümüzde enerji tarımı olarak da tanımlanabilen tek yıllık veya çok yıllık bitkilerle yapılabilen yeni bir tarım türü geliştirilmiştir. Enerji tarımında kullanılan bitkilerin bazılarının tohumları genetik mühendisliği yardımıyla geliştirilmektedir.
Biokütle Yetiştiriciliği • Enerji bitkileri C 4 tipi bitki ( Panicum-, Pennsitum-, şekerkamışı, mısır, şeker pancarı, tatlı darı (sweet sorghum), ülkemizde fazla tanınmayan Miscanthus gurubu olarak adlandırılmaktadır.
Biokütle Yetiştiriciliği C 4 Bitkilerinin Genel Özellikleri • Yüksek sıcaklığa gereksinim duyarlar, • Suya gereksinimleri daha azdır, • Mevsimsel kuraklığa dayanıklıdırlar, • Başlangıçta 4 karbon atomu içeren organik molekülleri bağlarlar, • Işık şiddetini kullanma yetenekleri yüksektir.
Biokütle Yetiştiriciliği • Bazı bitkiler, havadaki karbondioksit derişimi belli bir oranın altına düştüğün de solunum yapamazlar. • Fakat, C 4 bitkilerinin en önemli özelliklerinden biri atmosferdeki her karbondioksit molekülünü soğurabilmesidir. • Diğer kültür bitkilerine göre ise fotosentezde karbondioksiti (CO 2) daha iyi değerlendirebilmektedir.
Biokütle Enerjisi Nedir? Biokütlenin kimyasal içeriğinde karbonun yanı sıra hidrojen (H), oksijen (O), azot (N) ve daha küçük oranlarda alkali, alkali toprak ve ağır metaller içeren atomlar vardır. Ana bileşenleri, karbonhidrat bileşikleri olan bitkisel veya hayvansal kökenli tüm doğal maddeler biokütle enerji kaynağı, bu kaynaklardan elde edilen enerji ise, biokütle enerjisi olarak tanımlanır. Biokütle enerjisi üç temel alanda kullanılmaktadır bunlar; elektrik, ısı ve ağırlıklı olarak ulaşım amaçlı kullanılan bioyakıt üretimidir. Biokütleden ısı ve elektrik, yakma (geleneksel ve endüstriyel yöntemler) ve dolaylı yakma yöntemleriyle elde edilmektedir.
Biokütle Enerjisi Biyokütle enerjisi üç temel alanda kullanılmaktadır bunlar; - elektrik, - ısı ve - ağırlıklı olarak ulaşım amaçlı kullanılan bioyakıt üretimidir. Biokütleden ısı ve elektrik, yakma (geleneksel ve endüstriyel yöntemler) ve dolaylı yakma yöntemleriyle elde edilmektedir. Biokütle Kaynaklarının Kullanım Alanları
Biokütle Enerjisi Biyokütle Enerjisi Pontansiyeli Atlası: Türkiye’nin biyokütle atık potansiyelinin yaklaşık 8, 6 milyon ton eşdeğer petrol (MTEP) ve üretilebilecek biyogaz miktarının 1, 5 -2 MTEP olduğu tahmin edilmektedir. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı’nın yapmış olduğu çalışmalar neticesinde Türkiye’nin biyokütle enerjisi belirlenmeye çalışılmıştır. Bu çalışmalar sonucunda Türkiye’nin sahip olduğu biyokütle enerjisi miktarı Biyokütle Enerjisi Potansiyeli Atlası (BEPA) ortaya konmuştur.
Biokütle Enerjisi Türkiye’nin Biyokütle Potansiyeli BEPA’ya göre Türkiye’nin toplam biokütle enerjisi potansiyeli 20. 307. 069 TEP/yıl’dır. Grafikte de görüldüğü üzere en yüksek potansiyele sahip olan kaynak ise %78’lik bir oranla bitkisel atıklardır. Toplam 811 MW’lık kurulu güce sahip biyokütle kaynaklı elektrik üretim santrallerinden, 2018 yılında 3. 216 GWh elektrik üretimi gerçekleştirilmiştir.
Biokütle Enerjisi Başlıca biyokütle kaynakları aşağıda listelenmiştir. 1. Bitkisel Biyokütle Kaynaklar - Yağlı tohumlu bitkiler (kanola, ayçiçek, soya v. b. ) - Şeker ve nişasta bitkileri (patates, buğday, mısır, şeker pancarı v. b. ) - Elyaf bitkileri (keten, kenaf, kenevir, sorgum, miskantus, v. b. ) - Protein bitkileri (bezelye, fasulye v. b. ) - Bitkisel ve tarımsal artıklar (dal, sap, saman, kök, kabuk, v. b. ) 2. Orman ve Orman Ürünlerinden Elde Edilen Biyokütle Kaynakları - Odun ve orman atıkları(enerji ormanları ve enerji bitkileri, çeşitli ağaçlar) 3. Hayvansal Biyokütle Kaynakları - Sığır, at, koyun, tavuk gibi hayvanların dışkıları, mezbahane atıkları ve hayvansal ürünlerin işlenmesi sırasında ortaya çıkan atıklar. 4. Organik çöpler, Şehir ve Endüstriyel Atıklardan Elde Edilen Biyokütle Kaynakları - Kanalizasyon ve dip çamurları, kağıt, sanayi ve gıda sanayi atıkları, endüstriyel ve evsel atık sular, belediye ve büyük sanayi tesisleri atıkları
Biokütle Enerjisi Teknolojileri Biokütle kaynaklarından elektrik, ısı ve yakıt üretimi birçok farklı teknoloji kullanımı ile gerçekleşebilmektedir. Enerji üretimi için seçilmiş olan kaynaklar termo-kimyasal veya biokimyasal çevirim yöntemleri ile istenilen teknolojiye uygun bir enerji formuna çevrilmektedir.
Biokütle Enerjisi 1) Doğrudan Yakma Teknolojileri: Biokütle kaynaklarının doğrudan yakılması ile enerji üretimi en olgun ve yaygın teknolojidir. Kapasite olarak birkaç MW’dan 100 MW ve üzerine dek bir aralıktaki üretimlerde kullanılmaya müsaittir. Stok kullanılabilirliği ve maliyetler, projenin boyutunu ve ekonomik dengelerini büyük bir ölçüde etkilemektedir. Doğrudan yakma işleminin ana bileşenlerini, yüksek ısıda ve basınçta buhar üreten buhar kazanı ve daha sonra bu buharı elektrik üretme sürecinde kullanan türbinleri oluşturmaktadır. Doğrudan yakma teknolojileri elektrik ve ısı üretimini aynı anda yapabildikleri için kojenerasyon sistemi prensibiyle çalışabilme seçeneğine de sahiptir. Kojenerasyon, enerjiyi daha verimli kullanmak amacıyla elektrik ve ısı enerjisinin birlikte üretilmesini sağlayan teknolojidir.
Biokütle Enerjisi 2) Gazlaştırma: Biokütlenin termo-kimyasal bir yöntem ile sentez gazı elde edildiği bir yöntemdir ve günümüzde en yaygın teknolojilerden biri haline gelmiştir. Bu süreçte karbon içerikli biokütle kaynağı sınırlandırılmış oksijenin gazlaştırma odasına verilmesiyle yakılmaktadır. Gazlaştırma sürecinde biyokütlenin sahip olduğu enerjinin yaklaşık %85’i gaza dönüştürülebilmektedir. Gazlaştırma sürecinin sonunda elde edilen gazın karışımı; karbonmonoksit (CO) ilk, hidrojen (H 2) de ikinci ana komponenti oluşturmaktadır. Gazlaştırma tesisine giren atıkların özelliklerine ve kimyasal yapılarına göre de belirli miktarlarda metan (CH 4), karbondioksit (CO 2), sülfürdioksit (SO 2) ve etilen (C 2 H 4) gibi maddeler bulunabilmektedir. Bu alt sentez gazı komponentleri reaksiyonun ilerleyen aşamalarında yanmaktadır ve kalan atık gazlar gaz yıkama sisteminde temizlenerek atmosfere bırakılmaktadır
Biokütle Enerjisi Bunlarla birlikte, atıkların yanması sonrasında kalan kül de yine giren atıkların kimyasal özelliklerine göre farklılık gösterebilen bir biokömüre (biochar) dönüşmektedir. Bu noktadan sonra üretilen gaz; yanmalı motorlarda, mikrotürbinlerde, ısı motoru (stirling motoru) veya gaz türbinlerinde kullanılarak ısı ve güç üretmektedir. Bir Biyokütle Enerjisi Santrali (BES)
Biokütle Enerjisi 3) Piroliz: Gazlaştırma çevrim tekniklerinden biri olan piroliz biokütle kaynağının oksijensiz bir ortamda 400°C-650°C de ısıtılarak farklı enerji formlarına dönüştürülmesidir. Bu süreç sonunda düşük maliyetli ve taşıması kolay bioyağ (%60) üretilirken, artık olarak singaz (sentez gazı) olarak bilinen yanıcı gaz (%20) ve biokömür (%20) oluşmaktadır. Üretilen bioyağ üretimden sonra tekrardan işlenebilmesi, yüksek enerjisi ve taşıma kolaylığı açılarından avantajlı bir yakıttır. Her ne kadar üretilen bioyağ ve biokömürün elektrik ve ısı üretiminde kullanılması üzerine araştırmalar devam etse de mevcut durumda ticari olarak kullanıma geçmemiştir.
Biokütle Enerjisi 4) Anaerobik Çürütme: Bio-kimyasal bir çeviri sistemi olan anaerobik çürütme oksijensiz bir ortamda organik maddelerin, mikro-organizmalar tarafından çürütülmesidir. Anaerobik çürütme yoğunlukla belediye katı atıklarının enerjiye çevrim sürecinde kullanılmaktadır ve elde edilen biyogazın (çöp gazın)%50 ila %65’ini metan oluştururken, geri kalan çoğunluğu da karbon dioksit oluşturmaktadır. Süreç sonunda elde edilen gaz motorları veya türbinlerinde yakılarak güç ve ısı üretimi sağlanabilmektedir. Peletlerin Yakılmasına Dair Bir Görüntü
Biokütle Enerjisi 5) Biokütle ve Fosil Yakıtların Birlikte Yakılması (Co-firing): Kömür santrallerinin optimizasyonunu elde edebilmek için biokütle ve kömür kaynakları birlikte kullanılabilmektedir. Bu yöntem biokütle enerjisine dayalı teknolojilerin sunmuş olduğu en ekonomik enerji üretim çözümlerinden biridir. Co-firing temelde belirli kömür ve biokütle kaynaklarını kullanarak üretilen enerji sistemidir Bu yöntem kömür ve biokütlenin birlikte karıştırılarak kullanılması şeklinde uygulanabileceği gibi aynı kazana kömürün ve biokütlenin farklı besleme sistemleri tarafından karıştırılması ile de uygulanabilmektedir. Kömür santrallerinde teknik değişikliklere gerek duyulmadan %10 ila %20 civarında biokütle yakıtı kullanılabilmektedir. Co-firing metodu doğrudan yakma ve gazlaştırma süreçlerinde kullanılabilmektedir.
Biokütle Enerjisi Biokütle çevrim sürecinden sonra elde edilen yakıtlar katı, sıvı ve gaz olmak üzere üçe ayrılmaktadır ve yatırımcılara ek gelir elde edebilme fırsatı sağlamaktadır. Biyokütleden Elde Edilen Biyoyakıt Çeşitleri Biokütlenin mevcut yakıtlara eşdeğer alternatif katı, sıvı ve gaz bioyakıt üretilerek enerji teknolojisinde kullanımı ise, doğrudan yakma ile veya fiziksel ve kimyasal süreçlerle sağlanmaktadır
Biokütle Enerjisi Farklı Biyokütle Kaynakları İçin Kullanılan Biokütle Çevrim Teknolojileri
Biokütle Enerjisi Biokütle alanında “elektrik, ısı ve bioyakıt” üretimi olarak sayılabilecek ana ürünlerin sağladığı gelirlere ilave olarak proses sırasında elde edilen yan ürünlerin pazarlanması veya bu ürünlerin prosese tekrar dahil edilmesi yatırımcılara ek gelir fırsatı sunmaktadır: Biyokütleden Elde Edilen Faydalar
Biokütle Enerjisi Biyokütle Enerjisinin Avantajları: Biokütle enerjisi, hammadde olduğu sürece kesikli olmayan, üretim durumu öngörülebilir bir enerji kaynağıdır. - Biokütle kaynaklarından enerji elde edilmesi, fosil yakıtlara göre daha çevreci olarak gerçekleşmektedir. Daha az CO 2, SOX, NOX gibi emisyon salınması sağlanır. - Atık biokütle kaynaklarından biogaz eldesi veya doğrudan yakma ile de çevre sorunlarının engellenmesine katkı sağlanmaktadır. - Biokütle enerjisi, ülkeler için arz güvenliğini sağlayan yerli ve milli bir enerji kaynadığıdır. - Biokütle enerjisi santralleri (BES), pek çok enerji üretim tesisine göre daha az maliyetli olan bir tesistir.
Biokütle Enerjisi Biokütlenin Enerji Kaynağı Olarak Avantajları • Hemen her yerde yetiştirilebilmesi • Üretim ve çevrim teknolojilerinin iyi bilinmesi • Her ölçekte enerji verimi için uygun olması • Düşük ışık şiddetlerinin yeterli olması • Depolanabilir olması • 5 -35 o. C arasında sıcaklık gerektirmesi • Sosyo-ekonomik gelişmelerde önemli olması • Çevre kirliliği oluşturmaması • Sera etkisi oluşturmaması • Asit yağmurlarına yol açmaması
Biokütle Enerjisi Biyokütle Enerjisinin Dezavantajları • Biyokütle kaynakları gıda sorunu meydana getirmeyecek şekilde seçilmeli ve planlı bir şekilde üretilmeli ve kullanılmalıdır. • Biyokütle kaynakları üretiminde eğer verimli toprak arazileri kullanılması durumu söz konusu ise bu alanın gıda üretimi için kullanılması gerekip gerekmediği tespit edilmelidir. İlk önce gıda üretimi göz önüne alınmalıdır.
Biokütle Enerjisi
Biogaz • Biogazın Isıl Değeri 1 m 3 biogazın sağladığı ısı miktarı 4700 -5700 kcal/m 3’dir. – 1 m 3 biyogaz; – 0, 62 litre gazyağı, – 1, 46 kg odun kömürü, – 3, 47 kg odun, – 0, 43 kg bütan gazı, – 12, 3 kg tezek ve 4, 70 k. Wh elektrik enerjisi eşdeğerindedir. 1 m 3 biogaza 0, 66 litre motorin, 0, 75 litre benzin ve 0, 25 m 3 propan eşdeğer yakıt miktarlarıdır.
Biogaz üretimi Kojenerasyon, tercihen ısı tüketimi olan yerlerde kullanılan ve aynı zamanda bölge ısıtma ağını yararlı ısıyla besleyebilen elektrik enerjisi ve ısı üretebilen modüler yapılı bir sistemdir. Bu sistem kombine ısı ve güç sistemi ilkesine dayanmaktadır Fermantasyon, Bir maddenin bakteriler, mantarlar ve diğer mikroorganizmalar aracılığıyla, genellikle ısı vererek ve köpürerek kimyasal olarak çürümesi olayıdır
Biogaz Üretiminde Kullanılan Organik Atık/Artık Hammaddeleri • Hayvansal Atıklar Sığır, at, koyun, tavuk gibi hayvanların dışkıları, mezbahane atıkları ve hayvansal ürünlerin işlenmesi sırasında ortaya çıkan atıklar özellikle kırsal kesimler için önerilen biyogaz tesislerinde kullanılmaktadır.
44 Biogaz Üretiminde Kullanılan Organik Atık/Artık Hammaddeler • Bitkisel Artıklar: İnce kıyılmış sap, saman, anız ve mısır artıkları, şeker pancarı yaprakları ve çimen artıkları gibi bitkilerin işlenmeyen kısımları ile bitkisel ürünlerin işlenmesi sırasında ortaya çıkan artıklardır. Bitkisel artıkların kullanıldığı biogaz tesislerinin işletilmesi sırasında proses kontrolü büyük önem taşımaktadır. Bu nedenle kırsal kesimlerde bitkisel artıklardan biogaz eldesi önerilmemektedir.
Biogaz Üretiminde Kullanılan Organik Atık/Artık Hammaddeler Organik İçerikli Şehir ve Endüstriyel Atıklar • Kanalizasyon ve dip çamurları, kağıt, sanayi ve gıda sanayi atıkları, çözünmüş organik madde derişimi yüksek endüstriyel ve evsel atık sular biyogaz üretiminde kullanılmaktadır. • Bu atıklar Özellikle belediyeler ve büyük sanayi tesisleri tarafından yüksek teknoloji kullanılarak tesis edilen biyogaz üretim merkezlerinde kullanılan atıklardır.
Biogaz Çeşitli Kaynaklardan Elde Edilebilecek Biyogaz Verimleri ve Biyogazdaki Metan Miktarları
Biogaz Tesislerinin Tasarımı Ve Tasarımda Dikkat Edilmesi Gereken Parametreler • Biogaz tesisleri planlanan amaca göre farklı teknolojiler kullanılarak inşa edilmektedirler. Biyogaz tesislerinin kapasite olarak sınıflandırılması aşağıdaki gibidir: • Aile tipi : 6 -12 m 3 kapasiteli • Çiftlik tipi : 50 -100 -150 - m 3 kapasiteli • Köy tipi : 100 - 200 m 3 kapasiteli • Sanayi ölçekli tesisler : 1000 - 10. 000 m 3 kapasiteli Aile tipi biogaz tesisleri özellikle Çin'de çok yaygın bir şekilde kullanım yerlerine yakın yerlerde kullanılmaktadır. Aile tipi biyogaz tesisleri dışındaki diğer tesislerin çoğunda biogazın oluştuğu ortamın (fermantör) ısıtılması optimum biyogaz üretimi için gerekli olmaktadır. Biyogaz üretiminde ortam sıcaklığının 35 ºC civarında olması istenir. Biogaz tesislerinde ısı kontrolünün sağlanması amacıyla güneş enerjisinden yararlanılabileceği gibi en pratik ve yaygın kullanılan sistem, tesisin içine yerleştirilen sıcak sulu serpantinlerden
Biogaz
Biogaz a) Biogaz Üretiminde Kullanılan Sistemler (detay) b) Kesikli (Batch) Fermantasyon Tesisin fermantörü (üretim tankı) hayvansal ve/veya bitkisel atıklar ile doldurulmakta ve alıkoyma bekletme süresi kadar bekletilerek biyogazın oluşumu tamamlanmaktadır. Kullanılan organik maddeye ve sistem sıcaklığına bağlı olarak bekleme süresi değişmektedir. Bu süre sonunda tesisin fermantörü (reaktörü) tamamen boşaltılmakta ve yeniden doldurulmaktadır. b) Beslemeli - Kesikli Fermantasyon Burada fermantör başlangıçta belirli oranda organik madde ile doldurulmakta ve geri kalan hacim fermantasyon süresine bölünerek günlük miktarlarla tamamlanmaktadır. Belirli fermantasyon süresi sonunda fermantör tamamen boşaltılarak
Biogaz a)Biogaz Üretiminde Kullanılan Sistemler (detay) c) Sürekli Fermantasyon Bu fermantasyon biçiminde fermantörden gaz çıkışı başladığında günlük olarak besleme yapılır. Sisteme aktarılan karışım kadar gazı alınmış çökelti sistemden dışarıya alınır. Organik madde fermantöre her gün belirli miktarlarda verilmekte, alıkoyma süresi kadar bekletilmekte ve aynı oranlarda fermente olmuş materyal günlük olarak fermantörden alınmaktadır. Böylece günlük beslemelerle sürekli biogaz üretimi sağlanmaktadır.
Biogaz Üretiminde Dikkat Edilmesi Gereken Hususlar; • Fermantörde (Üretim Tankı-Sindireç) kesinlikle oksijen bulunmamalı, • Antibiyotik almış hayvansal atıklar üretim tankına alınmamalı, • Deterjanlı organik atıklar üretim tankına alınmamalıdır, • Ortamda yeni bakteri oluşturulması ve büyümesi için yeterli miktarda azot bulunmalı,
Biogaz • Üretim tankında asitlik 7, 0 – 7, 6 arasında olmalı, • Metan bakterileri için substratta (S) sirke asidi cinsinden organik asit konsantrasyonu 500 – 1500 mg/litre civarında olmalı, • Fermantör sıcaklığı 35 ºC veya 56 ºC de sabit tutulmalı, • Üretim tankına ışık girmemeli ve ortam karanlık olmalı, • Üretim tankında minimum %50, optimum %90 oranında su olmalı, • Ortamda metan bakterilerinin beslenmesine yetecek
Biogaz Tesis Tasarımında Dikkate Alınacak Hususlar
Biogaz
Biyogaz • • • Tesis Tasarımında Dikkate Alınacak Hususlar Uygun hammadde miktarı, hammaddenin cinsi ve özellikleri, ısıtma ihtiyaçları, karıştırma ihtiyaçları, kullanılacak malzeme ve ekipmanların cinsi, tesisin kurulacağı yerin seçimi, tesisinşaatı ve tesisin yalıtımı, tesisin ısıtılması ve işletme koşulları, biogazın depolanması ve dağıtımı, biogazın taşınması, tesisten çıkan biogübrenin depolanması, tarlaya taşınması, dağıtımı ve biyogaz kullanım araçlarının belirlenmesi hususlarına dikkat edilmesi gerekmektedir.
Biogaz Üretiminin Yararları • Hayvansal ve bitkisel organik atık/artık maddeler, çoğunlukla ya doğrudan doğruya yakılmakta veya tarım topraklarına gübre olarak verilmektedir. • Bu tür atıkların özellikle yakılarak ısı üretiminde kullanılması daha yaygın olarak görülmektedir. Bu şekilde istenilen özellikte ısı üretilemediği gibi, ısı üretiminden sonra atıkların gübre olarak kullanılması da mümkün olmamaktadır. • Biyogaz teknolojisi organik kökenli atık/artık maddelerden hem enerji eldesine hem de atıkların toprağa kazandırılmasına imkan vermektedir. • Ucuz ve çevre dostu bir enerji ve gübre kaynağıdır. • Atık geri kazanımı sağlar.
Biogaz Üretiminin Yararları • Biogaz üretimi sonucu hayvan gübresinde bulunabilecek yabancı ot tohumları çimlenme özelliğini kaybeder. • Biyogaz üretimi sonucunda hayvan gübresinin kokusu hissedilmeyecek ölçüde yok olmaktadır. • Hayvan gübrelerinden kaynaklanan insan sağlığını ve yeraltı sularını tehdit eden hastalık etmenlerinin büyük oranda etkinliğinin kaybolmasını sağlamaktadır. • Biogaz üretiminden sonra atıklar yok olmamakta üstelik çok daha değerli bir organik gübre haline dönüşmektedir.
Biogaz ve Yan Ürünlerinin Kullanım Alanları • Biyogazın Isıtmada Kullanımı • Biyogazın Enerji Amaçlı Kullanılması • Biyogazın Motorlarda Kullanımı
Biogaz Dünya Biogaz Üretimi • Dünyadaki tesisler oranının % 80'i Çin'de %10'u Hindistan, Nepal ve Tayland'da bulunmaktadır. • Avrupa'nın hayvan gübresi ile elde ettiği biyogaza ve tesis sayısına bakılacak olursa bu noktada Almanya 2, 200 tesis ile en fazla üretim yapan ülke konumundadır. • Bu ülkeyi 70 tesis ile İtalya takip etmektedir. Almanya'da biyogaz tesislerinin yapımı 1993 yılından itibaren artmış ve yine aynı yıldan günümüze kadar 139 tesisten 2, 200 tesise kadar artmıştır.
Biogaz
Türkiyede Biyokütle Lisansı Alan Şirketler Biogaz
Biyogaz Türkiyede Biyokütle Lisansı Alan Şirketler
Biyogaz Türkiye Orman Kaynaklı Biyokütle Potansiyeli
Biokütle Enerjisi Türkiye’nin biokütle atık potansiyelinin yaklaşık 8, 6 milyon ton eşdeğer petrol (MTEP) ve üretilebilecek biyogaz miktarının 1, 5 -2 MTEP olduğu tahmin edilmektedir.
Biyogaz Türkiye'de bulunan 82 Biyogaz, Biyokütle, Atık Isı ve Pirolitik Yağ Enerji Santrallerinin toplam kurulu gücü 467, 37 MW'dır
Biyogaz
Biyogaz
Biokütle Enerjisi Türkiye’nin En Büyük 10 Biyokütle Santrali Bu Liste ‘Türkiyenin En Büyük 10 Biyokütle Enerjisi Santrali‘ Kurulu Güçleri göz önünde alınarak oluşturulmuştur 1) Odayeri Çöp Gazı Santrali – 34 MW – İSTABUL
Biokütle Enerjisi 2) Toros Tarım Samsun Atık Isı Santrali – 31 MW – SAMSUN
Biokütle Enerjisi 3) Mutlular Biyokütle (Orman Atığı) Enerji Santrali – 30 MW – BALIKESİR
Biokütle Enerjisi 4) Mamak Çöplüğü Biyogaz Tesisi – 25 MW – ANKARA
Biokütle Enerjisi 5) Çadırtepe Biyokütle Sanrali – 23 MW – ANKARA
Biokütle Enerjisi 6) Sofulu Çöplüğü Biyogaz Santrali – 16 MW – ADANA
Biokütle Enerjisi 7) Akçansa Çimento Atık Isı Santrali – 15 MW – ÇANAKKALE
Biokütle Enerjisi 8) ITC Antalya Biyokütle Santrali – 14 MW – ANTALYA
Biokütle Enerjisi 9) Kömürcüoda Çöplüğü Biyogaz Santrali – 14 MW – İSTANBUL
Biokütle Enerjisi 10) Eti Alüminyum Atık Isı Elektrik Santrali – 13 MW – KONYA
Biokütle Enerjisi
Biokütle Enerjisi
Biokütle Enerjisi
Biokütle Enerjisi
Biokütle Enerjisi
- Slides: 82