Sektörün Tanımı
Hızlı bir artış gösteren nüfus ve sanayileşme enerji ihtiyacını da beraberinde getirmiştir. Enerjinin çevresel kirliliğe yol açmadan sürdürülebilir olarak sağlanabilmesi için kullanılacak kaynakların başında ise biyokütle enerjisi gelmektedir.
En basit tanımıyla biyokütle, bitki ve hayvanların (mikro-organizmaların) organik madde kitlesi anlamına gelir. 5346 sayılı Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Elektrik Enerjisi Üretimi Amaçlı Kullanımına İlişkin Kanun’da ise biyokütle: ‘organik atıkların yanı sıra bitkisel yağ atıkları, tarımsal hasat atıkları dahil olmak üzere, tarım ve orman ürünlerinden ve bu ürünlerin işlenmesi sonucu ortaya çıkan yan ürünlerden elde edilen kaynaklar’ olarak tanımlanmaktadır.
Biyokütle 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.
Biyokütle 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. Petrol, kömür, doğal gaz gibi tükenmekte olan enerji kaynaklarının kısıtlı olması, ayrıca bunların çevre kirliliği oluşturması nedeniyle biyokütle kullanımı enerji sorununu çözmek için giderek önem kazanmaktadır.
Yüzyıllardır geleneksel ve ağırlıklı olarak evsel ısıtmada kullanılan biyokütle, gelişen enerji teknolojileri sayesinde ulaşımda ve elektrik üretiminde kullanılmaya başlanmış ve biyokütle yatırımlarına verilen kamu teşvikleri ile de hızlı bir gelişim dönemine girmiştir. Halen ağırlıklı olarak gelişmekte olan ülkelerde olmak üzere biyokütle kaynaklı birincil enerji arzının %70’den fazlası evsel ısıtma amacıyla kullanılmakta olsa da, modern biyokütle olarak adlandırılan ulaşım ve elektrik üretimi amaçlı kullanılan biyokütlenin payının önümüzdeki dönemde artacağı öngörülmektedir.
2010-2020 dönemi için yıllık bileşik büyüme oranı %8 olarak tahmin edilen biyoenerji sektöründe kırılımın %14 biyogaz, %86 diğer biyokütle olarak gelişmesi ve toplamda elektrik üretiminde biyokütleye dayalı 145 GW’ın üzerinde bir kurulu gücün devreye girmiş olması beklenmektedir.
World Energy Outlook’a göre, 2035 itibariyle ulaşımda kullanılan yakıtların %8’inin biyokütleye dayalı olacağı öngörülmektedir. Grafik 1’de Dünya’da biyoyakıt ve atıklardan elektrik üretimine ilişkin trend görülmektedir.
Avrupa Birliği’ne aday ülke konumunda olan Türkiye de büyüyen ekonomisi ve artan nüfusu ile birlikte artan enerji talebinin temel olarak yenilenebilir enerjiye dayalı alternatif çözümlerle karşılanması sureti ile enerji bağımlılığından kaynaklanan risklerin önlenmesi ve sürdürülebilir bir enerji modelinin geliştirilmesi konusunda kararlılık göstermekte ve politikalar geliştirmektedir. Söz konusu kararlılık ve politikalar doğrultusunda Türkiye, yenilenebilir enerji kaynakları potansiyelinin yüksekliğinden hareketle 2023 yılı için bu kaynaklara dayalı elektrik üretimine ilişkin oldukça iddialı hedefler belirlemiştir. Bu kaynakların daha fazla kullanımı ile birlikte 2023 yılında yenilenebilir enerji kaynaklarının elektrik üretimindeki payı en az %30’a yükselecektir. (T.C. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı, Aralık 2014).
Başlıca biyokütle kaynakları aşağıda listelenmiştir.
1. Tarımsal Biyokütle Kaynaklar
- Yağlı tohumlu bitkiler (kanola, ayçiçeği, soya vb.)
- Şeker ve nişasta bitkileri (patates, buğday, mısır, şeker pancarı vb.)
- Elyaf bitkileri (keten, kenevir, sorgum, miskantus, vb.)
- Bitkisel artıklar (dal, sap, saman, kök, kabuk, vb.)
Orman ve ormancılık endüstrisi atık ve artıkları, enerji ormanları, enerji bitkileri.
3. Hayvansal Biyokütle KaynaklarıBüyükbaş, küçükbaş ve kümes hayvanlarının dışkıları, mezbaha atıkları ve hayvansal ürünlerin işlenmesi sırasında ortaya çıkan atıklar.
4. Kentsel ve Endüstriyel Atıklardan Elde Edilen Biyokütle KaynaklarıBiyolojik kökenli endüstri atıkları, belediye atıkları, arıtma çamurları.
Biyokütle enerji santrali nasıl çalışır?
Biyokütle enerji santralinin çalışma prensibi sırası ile şöyledir:
- Yakıt, kazana daha fazla taşınması için bir bunkerde (yakıt deposu) depolanır.
- Kazandaki atıklar yakılır ve kazan içerisindeki su yüksek sıcaklığa ısıtılır.
- Suyun ısıtılması sonucu kazandan çıkan buhar, jeneratöre bağlı olan türbini besler.
- Türbin dönerek elektrik enerjisi üretir ve kullanılmak üzere şebekeye basılır.
- Türbinden geçen buhar, merkezi ısıtma şebekesinin boruları aracılığıyla dağıtılan bölgesel ısıtma suyunu ısıtır.
Jeneratörler elektrik üreten cihazlardır. Jeneratörler mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürür. Önce su buharından veya gazdan gelen bir kuvvet rotoru döndürür. Rotor, etrafında stator adı verilen sabit bir mıknatısın içinde dönen bir tel bobine sahiptir. Dönme, elektronları tel boyunca hareket etmeye zorlayan bir manyetik alan yaratır ve elektrik akımı üretir. Biz buna elektromanyetik indüksiyon diyoruz. Metal tel mıknatısın içinde sürekli hareket eder. Bu, elektrik üreten sürekli bir elektron akışı yaratır.
Bir biyokütle santrali 2 MW’tan 1000 MW’a kadar ulaşan miktarlarda enerji üretebilir.
Biyokütle Enerjisi Üretirken Dikkat Edilmesi Gerekenler Nelerdir?
Biyokütle enerjisi üretiminde verim sağlamak için dikkat edilmesi gereken birkaç başlık vardır. Bunlardan ilki fermantörde oksijenin bulunmamasıdır. Hayvansal atıklar iyi birer biyokütle enerji kaynağıdır ancak bu atıklarda antibiyotik ve benzeri ilaçlara rastlanmaması gerekir. Organik atıklarda da aynı şekilde kimyasal bir girdi bulunmamalıdır. Üretim ortamında yeteri kadar azot bulunmalıdır. Bunun nedeni yeni bakteri oluşturulması ve büyümesidir. Üretim tankındaki asitlik değere dikkat edilmelidir. Bu değerin ortalama 7.0 ila 7.6 arasında olması idealdir.
Biyokütle enerjisinin kullanım alanları ile yazımızın finalini yapalım. Biyokütle enerjisinin kullanıldığı alanları şu şekilde sıralamak mümkündür; ısıtma, enerji üretimi, motorlar, gübre ve benzeri oluşumlar.