BİYOKÜTLE-BİYOGAZ
BİYOKÜTLE NEDİR?
Biyokütle yakıt olarak kullanılabilen ağaç, bitki, gübre
ve atıklar gibi biyolojik malzemelerden elde edilen
enerji anlamında kullanılmakta olup;
•
•
•
•
•
•
yenilenebilir,
her yerde yetiştirilebilen,
sosyo-ekonomik gelişme sağlayan,
çevre dostu,
elektrik üretilebilen,
taşıtlar için yakıt elde edilebilen
stratejik bir enerji kaynağıdır
BİYOGAZ NEDİR?
Biyogaz organik
maddelerin oksijensiz
ortamda, farklı
mikroorganizma
gruplarının varlığında,
biyometanlaştırma
süreçleri (havasız
bozunma- biyolojik
bozunma - mikrobiyal
bozunma - anaerobik
fermentasyonun
kontrollü süreci) ile
elde edilen bir gaz
karışımıdır.
FOTOSENTEZ-BİYOGAZ ÜRETİMİ
KULLANIMI DÖNGÜSÜ
ÇÖP GAZI NEDİR?
Çöp gazı (LFG) katı
atıkların
çözünmesinin yan
ürünüdür.
Kontrol edilmediği
takdirde LFG, küresel
ısınmaya,
güvenlik ve sağlık
sorunlarına neden
olabilir
BİYOGAZ VE ÇÖP GAZI KAYNAKLARI
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Hayvancılık atıkları
Zirai atıklar
Orman endüstrisi atıkları
Deri ve tekstil endüstrisi atıkları
Kağıt endüstrisi atıkları
Gıda endüstrisi atıkları (çikolata, maya, süt, içecek üretimi )
Sebze, meyve, tahıl ve yağ endüstrisi atıkları
Bahçe atıkları
Yemek atıkları
Hayvan gübreleri ( büyükbaş hayvancılık, küçükbaş
hayvancılık, tavukçuluk)
Şeker endüstrisi atıkları
Evsel katı atıklar
Atık su arıtma tesisi atıkları
ATIKTAN ENERJİYE…
Batı ülkelerinde 1980’lerin ortalarından itibaren çöplük
gazının(LFG) borularla toplanması sürecine başlandı.
AMAÇ:
• Çöplük gazının kontrolsüz olarak doğaya yayılmasının küresel
ısınma üzerindeki olumsuz etkilerini engellemek
• Çöplüklerden gelen pis kokuların ve hijyenden uzak ortamın
çevrede yaşayanları rahatsız etmesini önlemek
ATIKTAN ENERJİ PROJELERİ NEDEN CAZİPTİR?...
YEREL VE GLOBAL FAYDALARI
• Yerel hava kalitesi (Daha az kötü koku)
• Daha az haşere
• Yeraltı sularını korunması
• Daha az alevlenme, patlama
• Görüntü kirliliğinin önlenmesi
• Çevresel gelişim ile civarda
yaşayan ve/veya çalışanlarının güvenliği
• Elektrik üretimi
ATIKTAN ENERJİ PROJELERİ NEDEN CAZİPTİR?
EKONOMİK FAYDALARI
• – Teknoloji transferi
• – Yabancı yatırımların ilgisi
• – Enerji üretimiyle ek gelir (opsiyonel)
ÇEVRESEL FAYDALARI
• – Sera gazı emisyonunu azaltır
• – Kötü kokuyu ve kendiliğinden tutuşmayı önler
• – Yeraltı sularının kirlenmesini önler
SOSYAL FAYDALARI
• – Yeni teknolojiler sayesinde insan kaynaklarını geliştirir
• – İstihdam yaratıcı etki (inşaat ve operasyon)
• Birim hacimdeki biyogazda yaklaşık %70 oranında metan gazı bulunur.
• Hayvan gübresinin biyogaza dönüştürülmesinin avantajları.
– Fermente olmuş gübre % 20-25 oranında daha fazla verim sağlar.
– Kırsal kesimde yaşayan ailelerin enerji kaynağı ihtiyacı büyük ölçüde karşılanır.
– Yapılan hesaplamalar, 10 inek, 30 koyun ve birkaç tavuk besleyen bir çiftçi ailesinin,
bunların gübresinden elde edeceği biyogazdan, elektrik, traktör ve otomobil yakıtı,
pişirme ve ısınma yakıtı ihtiyacını karşılayabileceğini ortaya koymuştur. (TOTEM Total Energy Model).
• Biyogaz ısıtma, aydınlatma, pişirme ve elektrik üretiminde kullanılabilir:
–
–
–
–
–
Doğrudan yakarak ısınma ve ısıtmada
Motor yakıtı olarak kullanımıyla ulaşımda
Türbin yakıtı olarak kullanımıyla elektrik üretiminde
Doğalgaza katılarak maliyetlerin düşürülmesinde
Yakıt pillerinde kullanımı
Biyogazın üstünlükleri
• Ucuz - çevre dostu bir enerji ve gübre kaynağıdır.
• Atık geri kazanımı sağlar.
• Biyogaz üretimi sonucunda hayvan gübresinin kokusu,
hissedilmeyecek ölçüde yok olmaktadır ki bu durum
kullanım kolaylığı sağlar.
• Hayvan gübrelerinden kaynaklanan insan sağlığını ve
yeraltı sularını tehdit eden hastalık etmenlerinin büyük
oranda etkinliğinin kaybolmasını sağlamaktadır.
• Biyogaz üretiminden sonra atıklar yok olmamakta, üstelik
çok daha değerli bir organik gübre haline dönüşmektedir.
• Kırsal ortamda sürdürülebilirliği sağlar.
ÇEŞİTLİ ATIKLARIN BİR TONU İÇİN BİYOGAZ ÜRETİM
POTANSİYELLERİ VE ENERJİ EŞDEĞERLERİ
Atık
Sığır
Domuz
Yumurta
Tavuğu
Et Tavuğu
Gıda
Sektörü
Atıkları
1 ton/gün atığın
üretilmesi için
gereken hayvan
sayısı
20-40
Katı
Biyogaz
Enerji Değeri
Madde Verimi
(MJ/m3 biyogaz)
İçeriği (m3/ton atık)
(%)
12
25
23-25
250-300
9
26
21-25
8000-9000
30
90-150
23-27
10000-15000
60
50-100
21-23
-
15
46
21-25
MJ=Megajoule
13
Bir Biyogaz Projesini Yürütmeye Karar Vermeden Önce
Sorulması Gereken Bazı Sorular:
Projenin gerçekleştirilmesi düşünülen yörede üretilen atık/artıkların içerik ve
miktarı nedir ?
Bu atık/artıklardan hangileri biyogaz eldesi için uygundur ? Bunlar biyogaz tesisine
nasıl ulaştırılacak ?
Eğer tesisin kurulması düşünülen yörede ortaya çıkan atık/artıklar, yeterli düzeyde
bir enerji, ürün ya da gelir eldesi için yeterli değil ise, birden fazla yerleşim yeri ya da
çifliğin atık/artıklarını işleyebilecek bir tesisin işletimi olası mı ?
Ne tür bir reaktör tipi kullanılması gerekir ?
14
Biyogaz tesisinin ilk yatırım, işletme ve bakım maliyetleri ne kadar olacak ?
İşletimi yürütecek personelin eğitimi nasıl sağlanacak ?
Tesisin işletimi kapsamında elde edilecek fayda/gelir, yapılacak ilk yatırım
maliyetini ne kadar sürede amorti edebilecek ?
Elde edilecek biyogaz ne için kullanılacak ? Öngörülen bu kullanım(lar) için ek
bir yatırım gerekecek mi ? Kullanılmayacaksa, satışı olası mı ?
Biyogaz dışında ortaya çıkacak diğer ürünler (fiber, toprak iyileştiricisi ve gübre)
nasıl kullanılacak ? Kullanılmayacaksa, satışı olası mı ?
15
 Aşağıdaki konulardaki gerekli danışmanlık hizmetleri nasıl sağlanacak ?
 Uygun atık/artık türlerinin belirlenmesi
 Bunların karakterizasyonu ve kompozisyonlarının belirlenmesi
 Uygun atık/artıkların hangi bileşim ve katı madde içeriği ile reaktöre
verileceğinin belirlenmesi
 Laboratuar ölçekli biyogaz üretim potansiyellerinin belirlenmesi
 Uygun reaktör türünün belirlenmesi
 Tesisin projelendirilmesi
 Tesisin inşası
 Tesisin işletmeye alınması
 Tesisi işletecek personelin eğitimi
Ülkemizde çeşitli sektörlerden üretilen organik atıklar
Organik Atık Türü
Miktar
(milyon ton/yıl)
Organik evsel katı atık
10,9
Bitkisel artık
50,0-65,2
Hayvansal atıklar
11,1*
Peynir Üretimi
2,8
Zeytin/Zeytinyağı üretimi
875.621 m3
Süt ve Süt Ürünleri (peynir dışında)
?
Dondurulmuş Meyve-Sebze
?
Nişasta ve Nişasta Bazlı Şekerler Üretimi
?
Şeker Üretimi
?
Mezbahalar
?
Distile Alkollü İçkiler
?
TOPLAM
75 + ?
* kuru madde cinsinden, bu miktara karşılık gelen hacmin 50-60 milyon
ton olduğu tahmin edilmektedir.
17
AMAÇ VE HEDEFLER
 Yenilenebilir enerji kaynaklarının elektrik üretimi amaçlı
kullanımının yaygınlaştırılması,
 Kaynak çeşitliliğinin artırılması,
 Bu kaynakların güvenilir, ekonomik ve kaliteli biçimde ekonomiye
kazandırılması,
 Atıkların değerlendirilmesi,
 Yeni istihdam alanı yaratılması,
 Sera gazı emisyonlarının azaltılması,
 Etrafa yayılan kötü kokunun önlenmesi,
Çevresel
• Yenilenebilir
enerji kullanımı
• Atıkların
değerlendirilmesi
• Sera gazı
emisyonu
azaltılması
• Koku probleminin
yok edilmesi
Ekonomik
• Belediye için ek
gelir kaynağı
• Kaynak çeşitliliği
Sosyal
• İstihdam
• Çevre bilinci için
örnek uygulama
BİYOGAZ TESİSİ ÜNİTELERİ
1. Ham Madde Deposu
2. Otomatik Yükleme Tankı
3. Besleme Pompası
4. Fermentör
5. Isıtıcılar
6. Karıştırıcılar
7. Gaz Deposu
8. Kojeneratör, Trafo, Şebeke Bağlantısı
9. Separatör
10. Gübre İşleme ve Depolama
1. AŞAMA: HİDROLİZ veya ÖN
ASİTLENDİRME
Fermantatif ve Hidrolitik Bakteriler,
Karbon Hidratları, Proteinleri ve Yağları,
Karbon Dioksit, Asetik Asit ve Uçucu Organik
Maddelere dönüştürürler.
Uçucu Organik Maddelerin çoğunluğu, yağ
asitleri olduğu için bu aşamaya “Ön
Asitlendirme” adı verilir.
2. AŞAMA: ASETİK ASİT OLUŞUMU
Asetojenik Bakteriler,
yağ asitlerini,
asetik asit ve hidrojene dönüştürürler.
Diğer bir kısım asetojenik bakteri gurubu
ise ortamda oluşmuş bulunan
Karbon Dioksit ve Hidrojeni birleştirerek
asetik asit oluştururlar.
3. AŞAMA: METAN OLUŞUMU
Bu aşamada Metan Bakterileri;
1. Asetik Asitten, Metan ve Karbon Dioksit
oluştururlar.
2. Karbon Dioksit ve Hidrojenden, Metan
oluştururlar.
METAN VERİMİNE ETKİ EDEN
FAKTÖRLER
•
•
•
•
•
•
•
•
Ortam Sıcaklığı
Hammaddenin türü ve miktarı
Ortam Asitliği (pH)
Partikül Büyüklüğü
Fermantasyon Süresi
Karbon/Azot Oranı (C/N)
Tesis Tipi
Kuru Madde Miktarı
METAN VERİMİNE ETKİ EDEN
FAKTÖRLER
• Ortam sıcaklığı, metan gazı oluşumundaki en
önemli faktördür.
• Metan Bakterileri, ani sıcaklık değişimlerinden
çabuk etkilenmektedir.
• Bu nedenle biyogaz tesisleri sıcak bölgelerde
daha verimli çalışır.
• Soğuk bölgelerde ise ısı izolasyonunun çok iyi
yapılması gerekir.
METAN VERİMİNE ETKİ EDEN
FAKTÖRLER
• Anaerobik Bakterilerin en önemli besin
maddeleri Karbon ve Azot’tur.
• Mikro-organizma, Karbonu, enerji kaynağı
olarak kullanırken, Azotu, yeni hücrelerin
oluşturulmasında yapı taşı olarak
değerlendirir.
• Karbon, Azota nazaran 20-30 kat fazla
kullanılır.
• İdeal Karbon Azot oranı 30/1 dir.
SONUÇ
- Çevreci Bakış Açısı
-ARGE Çalışmaları: Yatırımcı-Üniversite İşbirliği
- Net, anlaşılır,uygulanabilir ve ihtiyaçlara göre
güncellenebilir yasal düzenlemeler
- Kurumlar arası işbirliği ve ortak veri tabanı
- Uygulanabilir teşvik mekanizmaları
- Uluslararası işbirlikleri
ORTAK AKIL
“Hiçbirşey Ayağınıza
Gelmez. En Azından İyi
Olan Hiçbirşey.
İstiyorsanız Gidip
Almanız Gerekir.”
Charles Buxton
Download

Ders notu-4 için Tıklayınız…