Biyogaz Enerjisi Nedir?

Biyogaz Enerjisi

Biyogaz enerjisi temel olarak organik atıklardan kullanılabilir gaz üretilmesini ifade eder. Diğer bir ifade ile Oksijensiz ortamda mikrobiyolojik floranın etkisi altında organik maddenin karbondioksit ve metan gazına dönüştürülmesidir. Biyogaz elde edinimi temel olarak organik maddelerin ayrıştırılmasına dayandığı için temel madde olarak bitkisel atıklar ya da hayvansal gübreler kullanılabilmektedir. Kullanılan hayvansal gübrelerin biyogaza dönüşüm sırasında fermante olarak daha yarayışlı hale geçmesi sebebiyle dünyada temel materyal olarak kullanılmaktadır. Aynı zamanda tavuk gübrelerinden de oldukça verimli biyogaz üretimi sağlanabilmektedir.

Tavuk gübresinin kullanımı tarım için önemlidir. Çünkü bu gübre topraklarda verim amaçlı kullanılamaz. Topraklarda tuzlulağa sebep olurlar. Kullanılamayan bu gübre biyogaza dönüştürüldüğünde yarayışlı bir hal almış olur. Günümüzde biyogaz üretimi çok çeşitli çaplarda; tek bir evin ısıtma ve mutfak giderlerini karşılamaktan, jeneratörlerle elektrik üretimine kadar yapılmaktadır.

Biyogazın Oluşumu

Biyogaz üç evrede oluşur. Bunlar;

  1. Hidroliz
  2. Asit oluşturma
  3. Metan oluşumu dur.

Birinci aşama atığın mikroorganizmaların salgıladıkları enzimler ile çözünür hale dönüştürülmesidir. Bu aşamada polisakkaritler monosakkaritlere, proteinler peptidlere ve aminoasitlere dönüşür. Bundan sonraki aşamada asit oluşturucu bakteriler devreye girerek bu maddeleri asetik asit gibi küçük yapılı maddelere dönüştürürler. Asit oluşumu üretim esnasında pH’nın düşmesine neden olabilir bu durum metan oluşumunu sağlayacak bakteriler üzerinde olumsuz etki yaratabilir. Son aşamada ise bu madeleri metan oluşturucu bakteriler biyogaza dönüştürürler. Görüldüğü gibi biyogaz oluşumu mikrobiyolojik etmener ile gerçekleşmekte ve doğal olarak bu mikrobiyolojik organizmaların etkileneceği her türlü koşul biyogaz üretimini de etkilemektedir.

   Hidroliz aşaması: İlk aşamada mikroorganizmaların salgıladıkları selular enzimler ile çözünür halde bulunmayan maddeler çamur içerisinde çözünür hale dönüşürler. Uzun zincirli kompleks karbonhidratları, proteinleri yağları ve lipidleri kısa zincirli yapılara dönüştürürler. Bu basit organiklere dönüşüm sonucunda birinci aşama olan hidroliz tamamlanmış olur.

   Asit oluşturma aşaması: Çözünür hale dönüşmüş organik maddeleri asetik asit, uçucu yağ asitleri, hidrojen ve karbondioksit gibi küçük yapılı maddelere dönüşür. Bu aşama anaerobik bakteriler ile gerçekleştirilir. Bu bakteriler metan oluşturucu bakterilere uygun ortam oluştururlar.

   Metan oluşumu: Bakterilerin asetik asiti parçalayarak veya hidrojen ile karbondioksit sentezi sonucunda biyogaza dönüştürülmesi işlemdir. Metan üretimi diğer süreçlere göre daha yavaş bir süreçtir. Oluşumundaki etkili bakteriler çevre koşullarından oldukça fazla etkilenirler.

Biyogaz Üretiminde Kullanılan Materyaller

Biyogaz üretimi için kullanılan materyaller, hayvansal gübreler, organik atıklar ve endüstriyel atıklar olarak üç başlık altında incelenebilir. Bu bağlamda kullanılan materyaller,

  1. Hayvansal atıklar
    1. Hayvancılık ile elde edilen atıklar,
    2. Hayvan gübreleri,
  2. Bitkisel atıklar
    1. Bahçe atıkları,
    2. Yemek atıkları,
  3. Endüstriyel atıklar
    1. Zirai atıklar,
    2. Orman endüstrisinden elde edilen atıklar,
    3. Deri ve tekstil endüstrisinden ele edilen atıklar,
    4. Kağıt endüstrisinden elde edilen atıklar,
    5. Gıda endüstrisi atıkları,
    6. Sebze, tahıl, meyve ve yağ endüstrisinden elde edilen atıklar,
    7. Şeker endüstrisi atıkları,
    8. Evsel katı atıklar,
    9. Atık su arıtma tesisi atıkları.

Biyogaz üretimi tarımsal atıklardan yararlanılarak yapılabileceği gibi endüstriyel atıklardan yararlanılarak ta yapılabilmektedir. Kentsel atıkların ayrı ayrı toplanılması ve kanalizasyon atıklarının arıtma tesislerinde toplanılmasıyla önemli ölçüde biyogaz üretim imkânı vardır.

Biyoreaktörler

Biyogaz enerjisinin üretimi için tasarlanmış yapıların genel ismidir. Küçük hacimli ve büyük hacimli olarak ikiye ayrılır. Küçük hacimli reaktörler hacim olarak 3 ton a kadar olabilmektedir. Ancak yapılan araştırmalarda 10 tonun altında istenilen verimlilikte olmamaktadır. Biyoreaktörün tasarımında üretimin kesik kesik mi yoksa sürekli mi olacağı da belirleyici bir unsurdur. Dünyada biyoreaktörü ve biyogazı en çok kullanan ülke Çin dir. Bu ülkenin kendine has küçük kapasiteli reaktörleride vardır. Son dönemlerde ucuz maliyeti nedeniyle torba tipi ya da balon tipi reaktör modelleride yaygınlaşmaktadır. Ancak bu model reaktörlerin verimli hizmet süreleri takriben 2 – 3 yıl kadardır. Biyogaz üretiminde ise kullanılan en yaygın üç reaktör aşağıdaki gibidir,

  1. Sabit kubbeli (Çin tipi) reaktörler,
  2. Hareketli kubbeli (Hint tipi) reaktörler
  3. Torba tipi (Tayvan tipi) reaktörler

Biyogazın Kullanım Alanları

Biyogaz enerjisi  doğalgazın kullanım alanlarıyla parelel olarak kullanılabilen bir enerji kaynağıdır. Biyogaz kullanım alanları aşağıdaki gibi sıralanabilir.

  1. Doğrudan yakarak ısınma ve ısıtma,
  2. Motor yakıtı olarak kullanımı suretiyle ulaşım,
  3. Türbin yakıtı olarak kullanımı ile elektrik üretimi,
  4. Yakıt pillerinde kullanımı,
  5. Mevcut doğalgaza katılarak maliyetlerin düşürülmesi,
  6. Kimyasal maddelerin üretimi sırasında biyogaz kullanımı.

Tüm bu kullanım alanlarının yanı sıra biyogaz çevreye karşı duyarlı bir enerji kaynağıdır. Bu yüzden gelişen koşullarda çevre kirliliğinin önlenmesinde yeşil yakıt olarak bilinen organik madde kökenli biyogaz kullanımı daha önemlidir. Biyogaz üretimi için kullanılan ham maddeler tarımsal arazilerde üretildiği için, tarımsal işletmelerde gerek seraların ve iskan yapılarının ısıtılmasında gerekse traktörlerin yakıtı olarak kullanılmasında önemli bir fayda sağlayabilmektedir. Bu şekilde kullanılan biyogaz işletme maliyetlerini önemli ölçüde azaltmaktadır.

Kaynak :  Biyogazder