Biyokütleden yakıt üretimi (3)

Biyokütle yenilenebilir olduğu ve karbon salımına yol açmadığı için kimyasal bir hammadde olarak ona ilgi artmaktadır. Biyokütleden elde edilen “yeşil kimyasallara” ve “yeşil yakıtlar” da ilgi çekmektedir (Bkz1; s.301).

SENTEZ GAZI

Sentez gazı denilen hidrojen ve karbonmonoksit karışımı, çoğunlukla doğalgazdan elde edilmektedir. Biyokütleden, kömür ve petrol koku gibi katı fosil yakıtlardan, arıtımevi (rafineri) atıkları gibi sıvı yakıtlardan da elde edilebilir.  Biyokütlenin gazlaştırılması sonucu elde edilen gaz, az miktarda amonyak, tuz asidi ve hidrojen sülfür yanında; hidrojen, nem, karbonmonoksit, karbondioksit, metan, alifatik hidrokarbonlar, benzen ve toluen içerir. Sentez gazı elde etmek için bu karışımdan hidrojen ve karbonmonoksidi ayırmak gerekir (age, s.302).

Sentez gazı bir yakıt olduğu kadar pek çok hidrokarbonun temel yapı taşıdır. Karbonmonoksit ve hidrojenden farklı bireşimlerle (sentez) pek çok kimyasal elde edilebilir. Bunların başlıcaları metil alkol, amonyak ve gliseroldür.

BİYOYAKIT VE ÖZELLİKLERİ

Biyopetrol veya biyoyakıt; yakın zamanda yaşamış olan bir canlı varlıktan elde edilen biyokütlenin ısılbozunması ile oluşan sıvı kısımdır. Biyoyakıtın bileşimi kullanılan yönteme ve kullanılan biyokütlenin yapısına bağlıdır. Hızlı ısılbozunma yapan bir tesis %75 biyoyakıt, %12 katran ve %13 oranında gaz üretir. Biyoyakıt yüksek derecede oksijen içeren, akıcı, siyaha yakın koyu kahverengi bir organik sıvıdır. İçerdiği %25'e yakın su, kısmen biyokütlenin içerdiği kısmen de tepkime sırasında meydana gelen sudan oluşur.

Biyoyakıt etil alkol ve aseton gibi çözgenlerle karışabilir, petrolden elde edilen mineral yağlarla karışmaz. Suda çözünmez, en fazla %50'ye kadar su içerebilir. Suyun fazlası ayrı bir faz oluşturduğu için kolayca ayrılır. Biyoyakıt geleneksel fueloilin yarısı kadar ısıl değere sahiptir.  Ayar yapılarak fueloil için tasarlanmış brülörlerle yakılabilir (age, s.308).

Biyoyakıt kimyasal hammadde olarak kullanıldığında reçineler, gıda boyaları, tarımsal kimyasallar, yapay gübreler, yapıştırıcılar, koruyucular, sirke asidi ve bazı başka kimyasallar elde edilebilir (age, s.309).

BİYOYAKITTAN AKARYAKIT ELDE EDİLMESİ

Biyoyakıtın Hidrojen/Karbon oranı benzin ve motorin gibi geleneksel akaryakıtlara göre düşüktür.  Bu açığı gidermek için yapısına hidrojen eklenir.  Hidrojen dış kaynaklı olabileceği gibi biyoyakıtın bir kısmını sentez gazına dönüştürerek de sağlanabilir (age, s.309).

ULAŞIM YAKITLARI

Biyokütleden elde edilerek ulaşım kesiminde kullanılan yakıtlar; biyodizel, etil alkol ve biyogazdır. Biyodizel ve biyogazın bileşimi petrolden elde edilenin eşdeğeri olmasa bile onlar da aynı işi görür.  Motorin, baz katalizör kullanarak yağ asitlerinin metil veya etil alkolle tepkimeye sokulması sonucu elde edilir. Gliserol, sabun ve alkolün fazlası ve az miktardaki su arıtılarak yakıt saflaştırılır.

BİYOKİMYASAL YOLLA ETİL ALKOL ÜRETİMİ

Etil alkol taşımacılık kesiminde en fazla kullanılan biyoyakıttır. Kıvılcımla ateşlenen motorlarda yalnız başına veya benzinle karıştırılarak kullanılabilir. Aynı şekilde biyodizel de petrolden elde edilen motorinle karıştırılarak, sıkıştırma ile ateşlenen motorlarda kullanılabilir. Çoğu kez biyo yağlardan elde edilen yakıtların mineral yağlardan elde edilenler yerine kullanılması sırasında motorlarda tadilat yapılması gerekmez.

Etil alkol çoğunlukla mısır, şeker kamışı gibi gıda ürünlerinden elde edilir. Bu süreçte insan besini olan bu ürünler israf edilmiş olur.  Etil alkol yaygın olmamakla birlikte gıda ürünü olmayan lignin ve selülozik biyokütleden de elde edilebilir.

SONUÇ

Bir tarım ülkesi olan Türkiye'de fazlasıyla biyokütle vardır. Ahır gübresi, tahıl sapları, mısır koçanı, çeltik sap ve kavuzu, fındık-badem-kayısı-ceviz kabuğu, çay artıkları, şeker pancarı artıkları, meyve-bira mayası posaları, yağ sanayii artıkları, pirina, tekstil artıkları, kesimhane artıkları, orman sanayii artıkları ilk akla gelenlerdir. Belediyelerin topladığı çöplerin büyük çoğunluğu organik maddedir. Metal, cam, plastik, kâğıt gibi geri dönüştürülebilen malzemeler ayrı toplanmalıdır. Lağım suları, arıtma çamurları bile değerli birer biyolojik hammadde kaynağıdır.

Kırsal alanlarda biyogaz üretimi özendirilmelidir. Biyogaz evlerde ısıtma, soğutma ve aydınlatmada kullanılabilir. Meyve-sebze kurutma işinde, benzinle çalışan motorlarda kullanılabilir.

Kentsel alanlarda ve kitlesel olarak tarımsal hammaddelerin işlendiği yerlerde oluşan biyokütle değerlendirilmelidir. Büyükşehir belediyeleri çöp değerlendirme tesisleri kurmaya özendirilmeli, hatta zorlanmalıdır.

İthal malı doğalgaz ve petrol yerine biyokütleden elde edilen enerjiyi ve hammaddeleri kullanmalıyız. Metil alkol, etil alkol, amonyak, biyodizel, benzin ve biyogaz üretilebileceğini gördük. Amonyak kimyasal gübreye dönüştürülür. Biyoyakıttan geri kalan proteinli katı maddeler hayvan yemi olarak değerlendirilebilir.

Yüz yıldan beri bilinen bu teknoloji yerli ve milli imkânlarımızla kurulabilir. Atıklar bir baş belâsı değil, değerli birer kaynaktır. Çevre kirliliğine yol açan bu atıkları değerlendirerek enerji, kimyasal gübre, organik gübre ve hayvan yemleri konusundaki dışa bağımlılığı azaltabiliriz.  Bu sektörde ciddi bir istihdam yaratma imkânı da vardır.

1) Basu, Prabir; Biomass Gasification and Pyrolysis, Elsevier Inc, Amsterdam, 2010.