OCAK-ŞUBAT 2021 / ÖZEL HABER

Yenilenebilir enerji kaynağı: Biyoyakıtlar


Mustafa ACAR    

15.01.2021 


Maddede var olan ve ısı, ışık biçiminde ortaya çıkan güç, erke olarak adlandırılan enerji, günümüz insanının olmazsa olmazı, vazgeçilmezidir. Önceleri beslenme, giyinme ve barınma olan ihtiyaçların arasına enerji ihtiyacı da yerleşmiştir.

Enerji kaynakları farklı şekillerde sınıflandırılabilir. Ancak en temel sınıflandırma; yenilenebilir ve yenilenemez enerji olarak yapılabilir. Yenilenemeyen enerji denildiğinde ilk akla gelen petrol ve kömür gibi kaynaklardır. Bu kaynakların yenilenemez olması, oluşmaları için milyonlarca yıl geçmesine ihtiyaç olmasındandır. Yenilenebilir kaynaklar ise sürekli enerji kaynağından alınan enerjiye eşit oranda veya kaynağın tükenme hızından daha çabuk bir şekilde kendini yenileyebilmesi ile tanımlanır. Yenilenebilir kaynaklar arasında ilk akla gelenler; güneş enerjisi, rüzgâr enerjisi, hidrolik enerji, dalga enerjisi ve biyoyakıtlar (tarımsal enerji) olarak sıralanabilir.
 
BİYOYAKITLARIN ÜRETİMİ BÜYÜK ORANDA İNSAN KONTROLÜNDEDİR
Bu kaynaklar arasında özel bir öneme sahip tarımsal enerji (biyoyakıtlar) nasıl ortaya çıkmıştır? Bitkilerin ve canlı organizmaların genelde güneş enerjisini fotosentez yardımıyla depolamaları (bitkisel döngü) ile bitkisel organizmalar vasıtasıyla enerji üretirler. Özellikle bitkisel ve hayvansal organizmalardan elde edilen, yenilenebilen ve çevre dostu olan biyoyakıtların üretimi büyük oranda insan kontrolündedir. Örneğin, rüzgâr enerjisi için, ne kadar rüzgâr eseceğini kontrol etmek insanın elinde değildir. Ama biyoyakıt ham maddelerinin ne kadar üretileceği ve bu ham maddeden hangi biyoyakıtın üretileceği insanın tasarrufundadır. 
 
Biyoyakıtlar özellikle çevresel etkileri, ekonomik önemi, enerji arz güvenliği, atıkların değerlendirilmesi gibi pek çok sebepten dolayı önem kazanmış, dikkatleri üzerine çekmiştir. Çünkü özellikle fosil yakıtların kullanımı pek çok çevresel sorunu beraberinde getirmiştir. Dünyada bu konu son yıllarda oldukça popüler hale gelmiş, bilim insanlarının çalışmaları da bu konuda yoğunlaşmıştır. Ülkemizde de Tarım ve Orman Bakanlığı bünyesinde yenilenebilir enerji içerisinde yer alan biyoyakıtlar konusunda çalışmalar yapmak amacıyla bir merkez kurulmuştur. Tarımsal Araştırmalar ve Politikalar Genel Müdürlüğü’ne (TAGEM) bağlı, Karadeniz Tarımsal Araştırma Enstitüsü bünyesinde kurulan Enerji Tarımı Araştırma Merkezi, biyoyakıtlar konusunda 2011 yılından bu yana çalışmalarına devam etmektedir. Yüksek verimli enerji bitkilerinin yaygınlaştırılması amacıyla Karadeniz Tarımsal Araştırma Enstitüsünce, üniversiteler, kamu kurumları, özel sektör vb farklı kurumlarla iş birlikleri yapılmaktadır. Bu çalışmalardan bazıları TÜBİTAK tarafından desteklenmiştir.
 
Enerji tarımı geniş bir konudur. Her enerji türü için farklı ham maddeler kullanılabildiği gibi, bazı ham maddeler birden fazla tarımsal enerji kaynağı olarak kullanılabilmektedir. Genel olarak değerlendirmek gerekirse günümüzde en yaygın kullanılan biyoyakıtlar; biyodizel, biyoetanol, biyokütle ve biyogazdır. 

Haber Görseli

MOTORİNE ALTERNATİF
Biyodizel, bitkisel ve hayvansal yağlardan elde edilen, motorine alternatif veya motorinle birlikte kullanılan bir biyoyakıttır. Dünyada genellikle kolza, soya, aspir ve palm yağından üretilmektedir. Biyodizel ham maddesini istenilen miktarda bulmak zor olduğu için biyodizel üreticileri sözleşmeli kolza üretimi yaptırmakta ve alternatif ham madde kaynakları için de çalışmalar yapmaktadırlar. Alternatif ürünlerden birisi ketencik bitkisidir. Ketencik konusunda TAGEM enstitüleri ve özel sektör iş birliği ile bir çalışma yürütülmektedir. Çalışmanın başarıyla tamamlanması durumunda, geliştirilecek olan ketencik materyali özel sektör tarafından alınacak ve özellikle İç Anadolu Bölgesi ve su kısıtı olan marjinal alanlarda sözleşmeli olarak biyodizel ham maddesi olarak kullanılmak üzere üretilecektir.

Ketencik üretimi için ülkemizde geniş bir potansiyel alan bulunmaktadır.
 
Biyoetanol benzine alternatif veya benzinle birlikte kullanılan, şekerli ve nişastalı ham maddeden üretilen bir biyoyakıttır. Tatlı sorgum, dallı darı, şeker kamışı, mısır, buğday, şeker pancarı vb. farklı ürünler biyoetanol üretiminde ham madde olarak kullanılmaktadır. Biyoetanol esas olarak nişastanın şekere, şekerin ise etil alkole dönüştürülmesi, yüzde 99,5’e kadar saflaştırılması ile elde edilen bir alkoldür. Ülkemizde ağırlıklı olarak şeker fabrikası artığı olan melas, buğday ve mısırdan biyoetanol üretimi yapılmaktadır. Yıllık üretim rakamı 2019 için 70 bin tonun üzerinde gerçekleşmiştir. 2020 yılında bu rakamın daha da artması öngörülmektedir. Çünkü biyoetanol olarak kullanılan etil alkol aynı zamanda dezenfektan üretiminde de kullanılmaktadır. Pandemi sebebi ile dezenfektan talebinin artmasından dolayı, etil alkole olan talepte ciddi artış yaşanmıştır.  
 
16 TESİSTE BİYOKÜTLEDEN ELEKTRİK ÜRETİLİYOR
Biyokütle, genellikle tek veya çok yıllık bitkiler veya bu bitkilerin insan veya hayvan gıdası olarak kullanılmayan kısımlarının enerji amaçlı olarak kullanılmasıdır. Özellikle çevresel faydaları açısından tercih edilmektedirler. Enerji amaçlı olarak özellikle ormanlar tesis edilebildiği gibi, tarımsal artık ve atıklardan da üretilebilmektedir. Dünyada özellikle çok yıllık bitkiler biyokütle kaynağı olarak kullanılmaktadır. Biyokütle genellikle biyopelet ve biyobiriket formlarında kullanılmaktadır. Ülkemizde biyopelet formu daha yaygındır. Ham madde olarak genellikle orman emvali talaşları (tozları) kullanılmaktadır. Ancak tarımsal üretimden geri kalan yaklaşık 60 milyon tonluk yıllık kapasitemiz bulunmaktadır. Bu miktarın yaklaşık 15-20 milyon tonluk kısmı değerlendirilmemekte, üreticiler için de bertaraf edilmesi gereken bir sorun olarak görülmektedir. Halbuki bu materyaller son derece kıymetli biyokütle kaynaklarıdır. Ülkemizde çıkarılan linyit kömürlerin büyük çoğunluğu 3 bin kalorinin altında ısıl değere sahipken, tarımsal üretimden kaynaklanan bu materyallerin ısıl değerleri ortalama 4 bin kalori civarındadır. Üstelik kül miktarları ve baca gazı emisyonları da son derece düşüktür. Son dönemde ülkemizde tarımsal üretimden kaynaklanan materyalleri kullanan biyokütle santralleri çalışmaya başlamıştır. 2020 yılı itibarı ile 16 tesiste biyokütleden elektrik üretimi gerçekleştirilmektedir.
 
HEM ENERJİ HEM DAHA KALİTELİ GÜBRE ÜRETİLEBİLİYOR
Biyogaz organik atıklardan kullanılabilir gaz üretilmesini ifade eder. Ülkemizde genellikle belediyelerin atık bertaraf tesislerine entegre olarak veya doğrudan hayvan gübresinden elde edilecek şekilde çalışan tesisler bulunmaktadır. Ülkemizin büyükbaş hayvan varlığı düşünüldüğünde biyogaz ham maddesi sorunu olmadığı görülmektedir. Hayvan gübresinin doğrudan kullanılması sonucu özellikle yabancı ot, zararlı konukçuluğu gibi birçok sorun ortaya çıkabilmektedir. Ancak biyogaz tesisinde işlem gören gübrelerde bu sorunlar bertaraf edilmekte ve son derece kaliteli hayvan gübresi haline gelmektedir. Bu sebeple biyogaz tesislerinin daha da yaygınlaştırılması, hayvan gübrelerinin biyogaz tesisinde işlem gördükten sonra gübre olarak kullanılması çok daha yararlı olacaktır. Hem enerji üretilmiş, hem daha kaliteli gübreye ulaşılmış olacaktır.

Haber Görseli

BENZİN VE MOTORİNE BİYOYAKIT HARMANLAMA ZORUNLULUĞU VAR
Tarımsal enerji üretiminin düzenlenmesi ve teşvik edilmesi için bazı yasal düzenlemeler yapılmıştır. Yapılan düzenlemeler arasında benzin içerisine yerli ham maddeden üretilmiş biyoetanolün yüzde 3, motorin içerisine yerli hammaddeden üretilmiş biyodizelin yüzde 0,5 oranında harmanlanması, yenilenebilir kaynaklardan üretilen elektriğe devlet tarafından belirli süre alım garantisi verilmesi sayılabilir. Ancak sektör tarafından mevzuatta düzenlenmesini istedikleri hususlar da vardır. Bu hususlar genellikle mali hususlar olup, vergi, teşvik vb. hususları içermektedir.
 
Günümüzde tüm dünyada biyoyakıt kullanımı artış göstermektedir. Ülkeler bunu teşvik etmek için farklı yöntemler kullanmaktadır. Bazı ülkeler belirli oranlarda fosil yakıtlarla karıştırarak kullanım zorunluluğu getirmiş, bazıları ise vergi indirimi, ücretsiz otopark gibi değişik teşvik mekanizmaları kullanmaktadır. Özellikle AB üyesi ülkelerde genellikle yüzde 5 oranında harmanlama zorunluluğu uygulanmaktadır. Ülkemizde de benzin ve motorine biyoyakıt harmanlama zorunluluğu bulunmaktadır. Biyogaz ve biyokütlede herhangi bir zorunluluk bulunmamaktadır.  
 
BİYOKÜTLE ENERJİ, ÇEVRECİ BİR ENERJİ KAYNAĞIDIR
Biyokütle enerjisi, yenilenebilir enerji kaynakları arasında yer almaktadır ve tüm yenilenebilir kaynaklar gibi, çevreci bir enerji kaynağıdır. Biyokütle enerjisi kullanımı sırasında çevre kirletici emisyonlar ortaya çıkmaktadır. Peki bu durumda nasıl çevreci olabiliyor? Çünkü biyokütle enerjisinin elde edildiği bitkiler, yetiştirilmesi sırasında havadaki karbondioksiti fotosentez için kullanır ve havayı temizlerler. Böylece havadaki kirlilik yükü azalır. Örneğin 100 birimden 90 birime düşer. Yakıldıklarında ise ortaya çıkan emisyonla kirlilik tekrar 100 birim olur. Yani bir döngü meydana gelir, ilave kirlilik ortaya çıkmaz. Fosil yakıtlar kullanıldığında ise mevcut kirlilik üzerine ilave kirlilik yaratmaktadır. Ayrıca atmosferin kirlenmesine sebep olan faktörlerin başında gelen kükürt oksitler, fosil yakıtlarda yüksek miktarda ortaya çıkarken, biyokütlede ya hiç bulunmamakta veya eser miktarda bulunmaktadır. Bu durum ise biyokütleyi çevreci bir enerji kaynağı yapmaktadır.
 
Biyoetonol, biyogaz ve biyodizel enerjinin birçok avantajı vardır. Her birisinin ayrı ayrı avantajları bulunmakla birlikte, ortak noktaları da bulunmaktadır. Öncelikle hepsi de çevrecidir. Atmosferi fazla kirletmezler. Böylece sera gazı etkisini azaltmaya yardımcı olarak küresel ısınmanın engellenmesine katkı sağlarlar. 
 
Fosil kaynaklar gibi belirli bir rezerve sahip olunması zorunluluğu yoktur. Her ülke kendi kaynakları ile biyoyakıt üretebilir, böylece enerjide dışa bağımlılıkları azalır. Bu sayede dışarıya ödenen döviz miktarları azalır, ekonomiye ve dış ticaret dengesine katkı sağlar. 
 
Yeni istihdam alanları ortaya çıkarırlar. Üretimi, işlenmesi, nakliyesi, pazarlanması gibi her aşamada yeni iş olanakları sağlarlar. Özellikle kırsal kesimde iş alanları yaratma açısından ideal bir seçenektir.  
Özellikle petrolü olmayan ülkeler için stratejik yakıt olma özellikleri vardır. Olağanüstü durumlarda, petrol ithalatında sorun olması durumunda ülkenin sahip olduğu petrolle çalışan tüm araç gereç ve makinalar kullanılamaz hale geçer. Biyoyakıtlar bu sorunu ortadan kaldırırlar.
 
Biyoyakıtların bölgesel ve modern işletilmesi ile özellikle enerji hatlarından uzak bölgelerde, gelişen ve kendi kendine yetecek enerjilerini de elde eden yerleşim alanları oluşturmak mümkündür.
Biyoyakıt ham maddesi ürünlerin oldukça çorak alanlarda yetişmesi ile daha önce yararlanılamayan toprakların kullanılması ve kırsal alanların yetiştiricilik açısından değerlendirilmesi büyük önem taşımaktadır.
 
Sorun olan tarımsal atık ve artıklar, biyoyakıt olarak değerlendirilir. Böylece hem bu materyaller bertaraf edilmiş olur, hem çevreci enerji elde edilmiş olur, hem de ekonomik olarak katma değer oluşturulmuş olur.
 
Biyogaz üretiminde kullanılan gübreler biyogaz üretim sisteminden çıktıklarında son derece kaliteli bir gübre haline dönüşmüş olurlar. 
 
Özellikle biyodizel ve biyoetanolün yakıt olarak kullanıldığı motorlarda bu yakıtların teknik özelliklerinden kaynaklı motorlar üzerinde ömürlerini uzatmaları, çekiş gücünü artırmaları, yağlayıcılık sağlamaları gibi pek çok faydaları bulunmaktadır. 
 
Atık bitkisel materyallerin enerji olarak değerlendirilmesi ile 0 (sıfır) atık ilkesine uygun olarak geride hiçbir zararlı materyal bırakılmaz. Bu materyaller enerji üretiminde kullanılmadığında ya ciddi çevresel sorunlara neden olacak veya bertarafı için ciddi maliyetler ortaya çıkacaktır. Bu materyaller enerji kaynağı olarak kullanıldığında her açıdan faydalı bir yaklaşım olacaktır.
 
Özellikle çevresel kaygılarla ortaya çıkan biyoyakıt kullanımı gittikçe önem kazanmaktadır. Fosil yakıt kullanımı arttıkça, çevresel sorunlar büyümekte, insanlık bu durumdan çıkış yolları aramaktadır. Bu bağlamda en önemli çıkış yollarının başında yenilenebilir enerji gelmektedir. Biyokütle enerjisi (tarımsal enerji) de yenilenebilir enerji kaynakları arasında yer alması sebebiyle büyük önem taşımaktadır. Ancak bu demek değildir ki, tüm enerji ihtiyacı biyokütle enerjisi ile karşılanabilir. Örneğin, dünyada üretilen tüm bitkisel yağlar biyodizel yapımında kullanılsa, dünyanın motorin ihtiyacının yüzde 11-12’si kadarını karşılayabilir. Dolayısıyla tüm enerji ihtiyacını biyoyakıtlardan karşılamak mümkün değildir. Ancak yukarıda sayılan faydaları sebebiyle enerji kaynaklarını çeşitlendirmek bakımından mutlaka kullanılması, hak ettiği önemin verilmesi gerekmektedir.

BİYOYAKITLARIN  AVANTAJLARI
  • Biyoetonol, biyogaz ve biyodizel enerjilerinin hepsi çevrecidir. 
     
  • Fosil kaynaklar gibi belirli bir rezerve sahip olunması zorunluluğu yoktur. Her ülke kendi kaynakları ile biyoyakıt üretebilir, böylece enerjide dışa bağımlılıkları azalır. 
     
  • Özellikle petrolü olmayan ülkeler için stratejik yakıt olma özellikleri vardır. 
     
  • Biyoyakıt ham maddesi ürünlerin oldukça çorak alanlarda yetişmesi ile daha önce yararlanılamayan toprakların kullanılması ve kırsal alanların yetiştiricilik açısından değerlendirilmesi büyük önem taşımaktadır.
     
  • Sorun olan tarımsal atık ve artıklar, biyoyakıt olarak değerlendirilir. 
     
  • Biyogaz üretiminde kullanılan gübreler biyogaz üretim sisteminden çıktıklarında son derece kaliteli bir gübre haline dönüşmüş olurlar. 
     
  • Özellikle biyodizel ve biyoetanolün yakıt olarak kullanıldığı motorlarda bu yakıtların teknik özelliklerinden kaynaklı motorın ömrü uzar.

Biyoyakıtlar tarımsalenerji