• Anasayfa
  • Favorilere Ekle
  • Site Haritası
FIRAT PERVANE
firatpervane@hotmail.com
YEŞİL ENERJİ BİOGAZ
28/03/2012

YEŞİL ENERJİ BİOGAZ

      Hayatta aklınıza gelen herşeyle ilgili bir kavram varsa o da enerjidir. Enerji olmadan hiçbirşey meydana gelmez. Sadece varlığı da yeterli değildir “gerekli enerji” kavramını hepimiz duymuşuzdur.    Bir hareketin gerçekleşebilmesi için sürtünme kuvvetini, dengeleyici kuvvetleri yenecek belirli bir enerji vardır ya da bir kimyasal reaksiyonun gerçekleşmesi için gereken aktivasyon enerjisi vardır. Yani sandalyeden kalkmanız için bile belirli bir enerji sınırından fazlasına sahip olmalısınız.Aslında sandalyede oturmak için dahi bu durum geçerli.Enerjinin önemini günlük yaşantımızdaki bu örneklerle anlatabiliriz.    Ama enerji şüphesiz büyük boyutlarda çok daha önemli etkilere sahip. Şehrinizde kullanılan enerji kaynakları şehrinizdeki havanın kalitesini, bitki örtüsünü etkiler.Ülkenizdeki enerji yatırımları üretim maliyetlerini, ürün fiyatlarını, çalışanların maaşlarını kısacası ülke ekonomisine etki eder.    

   Şehirden başladık, ülkeye geçtik peki ya ülke sınırlarını kaldırdığımızda ortaya çıkan insanlık? Enerji insanlığı nasıl etkiler? Şüphesiz enerjinin bilinçsiz kullanımından ortaya çıkan en büyük tahribat insanlığı vuruyor. Şehrinizin havasından, ülkenizdeki işçi maaşlarından öte dünyamızı geri dönüşü bir şekilde kaybediyoruz. Peki ama neden?

   Bu kaybın sebebini anlamak için sorundan kaynağa doğru gitmeliyiz. Enerjinin yanlış kaynaklardan edinilmesi veya yanlış kullanılması sebebiyle ortaya çıkan en büyük sorun küresel ısınma ve enerji kaynaklarının tükenmesi. Hayatta çok önemli olan enerjinin kaynakları maalesef sınırsız değil.    Şöyle dersek daha doğru olur; dünyada şu anda kullanımı yaygın olan enerji kaynakları sınırsız değil. Misal verecek olursak, petrol ve türevleri, doğalgaz sınırlı. Fakat güneş enerjisi, rüzgar enerjisi, gel-git enerjisi, biyogaz enerjisi sınırsız. İşin garibi sınırsız enerji kaynaklarının çevreye zararı, sınırlı enerji kaynaklarınkınkinden çok daha az. Yani biz hem sınırlı olanlara göre teknolojiler üretiyoruz hem de en zararlısına göre.Bu kaynakların dışında maliyeti yüksek, gelişmiş teknoloji ve nitelikli uzmanlar gerektiren enerji kaynağı da mevcut. Ülkemizin gündemine yeni yeni girmeye başlayan nükleer enerji. Çernobil faciasından etkilenen halkımızın, bu enerji türüne sıcak baktığını söyleyemeyiz elbet. Fakat bunun yanında nükleer enerjinin de enine boyuna yararlarının zararlarının tartışıldığını söylemek mümkün değil.

Enerjiyi, etkilerini ve kaynaklarından sonra yazımıza konu olan ve fazlaca bilinmeyen bir enerji kaynağı olan biyogaz enerjisi ile tanışalım.

                Ana hatlarıyla bir biyogaz üretim tesisi.

1-İnlet atık girişi

2-Biogaz atık tankı ve gaz depolama tankı

3-Biogaz pipe gaz çıkışı

4-Outlet işlenmiş atık çıkışı

   Biyogazla tanıştığınızda “hadi canım” diyeceksiniz.Çünkü biyogazlar temel bir teknoloji ile, bitkisel-hayvansal artıklardan diğer kaynaklarla eşdeğer enerji üretmenizi sağlar. Yani hem artıklarınızdan kurtulacaksınız hem de enerji üreteceksiniz. Dahası üretimden kalan değişmiş hammadde sıvı gübre olarak tarımda kullanılabiliyor, üretilen biyogazın kullanımı için halihazırda kullandığınız teknolojinizi değiştirmenize gerek kalmıyor. Çünkü biyogaz metan içermesi ile doğalgaza çok benziyor.

   Şu an için ülkemizde fazlaca bilinmesede, halihazırda çalışmakta olan biyogaz tesisleri bulunmakta. Bunların bir kısmı özel teşebbüs, bir kısmı da belediyeler tarafından kurulmuş.Kocaeli’ndeki biyogaz üretim tesisi Solea energy firması; Kayseri’de, Konya’da ve Elazığ’da üretim tesisi açmış.

            

Belediye olarak da:

Kocaeli Büyükşehir Belediyesi

-İstanbul Büyükşehir Belediyesi-Adana Büyükşehir Belediyesi (Çöp gazından) 

Ankara Büyükşehir Belediyesi (Çöp gazından)

-Bursa Büyükşehir Belediyesi-Kayseri Büyükşehir Belediyesi-Isparta Belediyesi üretim yapmakta. Ülkemiz biyogaz konusunda teorik ve uygulama açısından dünyada çok gerilerdedir. Çin’deki, Hindistan’daki düşük teknolojiye sahip köylerde dahi enerji kaynağı olarak kullanılan biyogazlar, ülkemizde henüz illerde dahi üretilmemektedir.Hem de biyogaz üretimi için gereken hayvansal ve bitkisel atığımız çok fazla olmasına rağmen. Doğalgazı yurt dışından alıp elektriğe çevirip sanayimize vermemize rağmen. Yüksek üretim maliyeti, yüksek fiyat, düşük maaşlara rağmen.

 

Biyogaz Üretim Sistemleri

Biyogaz üretiminde kullanılan sistemler genel olarak üç ayrı grupta toplanmaktadır.

Kesikli (Batch) Fermantasyon
Tesisin fermantörü (üretim tankı) hayvansal ve/veya bitkisel atıklar ile doldurulmakta ve ferman bitim süresi kadar bekletilerek biyogazın oluşumu tamamlanmaktadır. Kullanılan organik maddeye ve sistem sıcaklığına bağlı olarak bekleme süresi değişmektedir. Bu süre sonunda tesisin fermantörü tamamen boşaltılmakta ve yeniden doldurulmaktadır.

Beslemeli - Kesikli Fermantasyon
Burada fermantör başlangıçta belirli oranda organik madde ile doldurulmakta ve geri kalan hacim fermantasyon süresine bölünerek günlük miktarlarla tamamlanmaktadır. Belirli fermantasyon süresi sonunda fermantör tamamen boşaltılarak yeniden doldurulmaktadır.

Sürekli Fermantasyon
Bu fermantasyon biçiminde fermantörden gaz çıkışı başladığında günlük olarak besleme yapılır. Sisteme aktarılan karışım kadar gazı alınmış çökelti sistemden dışarıya alınır. Organik madde fermantöre her gün belirli miktarlarda verilmekte, alıkoyma süresi kadar bekletilmekte ve aynı oranlarda fermente olmuş materyal günlük olarak fermantörden alınmaktadır. Böylece günlük beslemelerle sürekli biyogaz üretimi sağlanmaktadır.

Biyogazın Hammaddesi

Ülkemizde biyogaz üretimi amacıyla düşünülebilecek atık ve hammaddelerin kaynaklarına göre biyogaz verimleri ve elde edilebilecek metan oranları aşağıdaki çizelgede verilmiştir.

Kaynak
Biyogaz Verimi
Litre/Kg)
Metan Oranı
(Hac. %’Si)
Sığır Gübresi
90-310
65
Kanatlı Gübresi
310-620
60
Domuz Gübresi
340-550
65-70
Buğday samanı
200-300
50-60
Çavdar samanı
200-300
59
Arpa samanı
290-310
59
Mısır sapları ve artıkları
380-460
59
Keten & Kenevir
360
59
Çimen
280-550
70
Sebze Artıkları
330-360
Değişken
Ziraat atıkları
310-430
60-70
Yerfıstığı kabuğu
365
-
Dökülmüş ağaç yaprakları
210-290
58
Algler
420-500
63
Atık su çamuru
310-800
65-80

Çizelge incelendiğinde, bu atıkların hayvansal ve bitkisel kaynaklı olarak iki gurupta ele alınabileceğini görmekteyiz. Bunlar;

-Hayvansal Atıklar: Sığır, at, koyun, tavuk gibi hayvanların gübreleri, mezbaha atıkları ve hayvansal ürünlerin işlenmesi sırasında ortaya çıkan atıklar.

-Bitkisel Atıklar: İnce kıyılmış sap, saman, mısır artıkları, şeker pancarı yaprakları gibi bitkilerin işlenmeyen kısımları ile bitkisel ürünlerin işlenmesi sırasında ortaya çıkan atıklar. Biyogaz üretiminde hayvansal ve bitkisel atıklar tek başına kullanılabileceği gibi belli esaslar doğrultusunda karıştırılarak da kullanılabilir.

Biyogaz Üretiminin Mikrobiyolojisi

Biyogaz organik maddelerin oksijensiz şartlarda biyolojik parçalanması (anaerobik fermantasyon) sonucu oluşan ağırlıklı olarak metan ve karbondioksit gazıdır. Çeşitli organik maddelerin metan ve karbondioksite dönüşümü karışık mikrobiyolojik flora tarafından gerçekleştirilmektedir. Bu oksijensiz bozunma sonucunda metan gazı üç aşamalı bir işlem sonucunda oluşur. Oksijensiz bozunmanın (anaerobik fermantasyon) bu üç aşaması aşağıdaki gibi sıralanır:

Fermantasyon ve Hidroliz


   Bu aşamada fermantative ve hydrolytic bakteriler olarak isimlendirilen bakteri grupları organik maddenin üç temel ögesi olan karbon hidratları (C 6H 10O 5) n, proteinleri ( 6C NH 3 3H 2O) ve yağları (C 50H 90O 6) parçalayarak CO 2, asetik asit ve büyük bir kısmını da çözülebilir uçucu organik maddelere dönüştürürler. Bu son gruptaki uçucu organik maddelerin büyük bir bölümünün uçucu yağ asitleri olması nedeniyle, bu aşamaya uçucu yağ asitlerinin [CH 3 (CH 2) n COOH] oluşum aşaması adı da verilir.

Asetik Asidin Oluşumu

CH3(CH2 )n COOH + H2O => 2CH3 COOH + 2H2

   Bu aşamada, birinci aşama sonucunda açığa çıkan ve uçucu yağ asitlerini asetik aside dönüştüren asetogenik (asit oluşturan) bakteri grupları devreye girmekte ve bir kısım asetogenik bakteriler uçucu yağ asitlerini asetik asit ve hidrojene dönüştürmektedir.

   Diğer bir kısım asetogenik bakteri grubu ise açığa çıkan karbondioksit ve hidrojeni kullanarak asetik asit oluşturmaktadır. Ancak bu ikinci yolla oluşan asetik asit miktarı, birinciye oranla daha azdır.

2CO2 + 4H2 => CH3 COOH + 2H2O

Metan Gazının Oluşumu

   Anaerobik fermantasyonun bu son aşamasında metan oluşturan bakteri grupları devreye girmekte ve bir kısım metan oluşturan bakteriler CO2 ve H2'yi kullanarak metan (CH4) ve suyu (H2O) açığa çıkarırlarken, öteki bir grup metan oluşturan bakteriler ise ikinci aşama sonucunda açığa çıkan asetik asidi kullanarak CH4 ve CO2 oluşturmaktadırlar.

CO2 + 4H2 => CH4 + 2H2O
CH3COOH => CH4 + CO2

   Ancak bu aşamada birinci yolla oluşan metan miktarı, ikinci yolla elde edilen metan miktarından daha azdır. Üretilen tüm metanın %30'u birinci yolla %70'i ikinci yolla yapılmaktadır.

   Bu üç aşamada, üç değişik bakteri grubu etkinlik göstermektedir. Anaerobik fermantasyonda bekletme süresine, atık su ve atık organik maddelerin türüne, ortamın PH ile içerdikleri iyonlara ve bunlara bağımlı olarak oluşan mikroorganizmalar topluluğunun yapısına göre üç değişik sıcaklık bölgesi mevcuttur. Anaerobik fermantasyonun üçüncü aşamasında devreye giren ve metan oluşumunu sağlayan metan bakterileri, fermantasyon ortamının sıcaklığına göre üç gruba ayrılır. Bunlar:

Psychrophilic (Sakrofilik) Bakteriler: Optimum faaliyet sıcaklığı, 5- 25 °C


Mezophilic (Mezofilik) Bakteriler: Optimum faaliyet sıcaklığı, 25- 38 °C


Thermophilic (Termofilik) Bakteriler: Optimum faaliyet sıcaklığı, 50- 60 °C

Sakrofilik bakteriler deniz ve göl diplerindeki tortullar ile bataklıklar, termofilik bakteriler ise yüksek sıcaklıklardaki volkanik ve jeotermal bataklıklar içerisinde, özel havasız ortamlarda ortalama bir sıcaklıkta ise mezofilik bakteriler yaşamaktadırlar. Bu üç bakteri gurubu ile yapılan fermantasyonda, sakrofilik, mezofilik ve termofilik fermantasyon ile aynı adı almaktadır. Bu bakteri gruplarından 1. ve 3. grupta yer alan sakrofilik ve termofilik bakteriler sığır gübresi içerisinde yaşamamaktadır. Sığır gübresinde mezofilik bakteriler bulunmaktadır. Biyogaz tesisinde sığır gübresi kullanılması durumunda mezofilik fermantasyon uygulanır.

Biyogaz üretimi oldukça önemli bir biyolojik süreçtir. Bu nedenle tüm şartların eksiksiz sağlanması gereklidir, aksi durumda verimli gaz üretiminin olmayacağı açıktır.

Hayvan Adedi Hayvan Cinsi Yaş Gübre Miktarı
(ton/yıl)
1Büyük Baş 3.6
1Küçük Baş 0.7
1Kümes0.022

 

 

 

 

 

Gübre Cinsi Gübre Miktarı Elde Edilebilecek Biyogaz Miktarı
(m3/yıl)
Sığır1 ton 33
Koyun1 ton 58
Kümes Hayvanı 1 ton 78

BİYOGAZ ÜRETİMİNDE DİKKAT EDİLMESİ GEREKEN HUSUSLAR 

•  Fermantörde (üretim tankı-sindireç) kesinlikle oksijen bulunmamalı,
•  Antibiyotik almış hayvansal atıklar üretim tankına alınmamalı,
•  Deterjanlı organik atıklar üretim tankına alınmamalıdır,
•  Ortamda yeni bakteri oluşturulması ve büyümesi için yeterli miktarda azot bulunmalı,
•  Üretim tankında asitlik 7,0 - 7,6 arasında olmalı,
•  Metan bakterileri için substratta (S) sirke asidi cinsinden organik asit konsantrasyonu 500 - 1500 mg/litre civarında olmalı

•  Fermantör sıcaklığı 35 ºC veya 56 ºC de sabit tutulmalı,
•  Üretim tankına ışık girmemeli ve ortam karanlık olmalı,
•  Üretim tankında minimum %50, optimum %90 oranında su olmalı,
•  Ortamda metan bakterilerinin beslenmesine yetecek kadar organik madde parçalanmış-öğütülmüş olarak bulunmalıdır.

BİYOGAZ TESİSLERİNİN TASARIMI ve TASARIMDA DİKKATE ALINMASI GEREKEN PARAMETRELER


Biyogaz tesisleri planlanan amaca göre farklı teknolojiler kullanılarak inşa edilmektedirler.

Biyogaz tesislerinin kapasite olarak sınıflandırılması:

•  Aile tipi : 6 -12 m3 kapasiteli
•  Çiftlik tipi : 50 -100 -150- m3 kapasiteli
•  Köy tipi : 100- 200 m3 kapasiteli
•  Sanayi ölçekli tesisler : 1000 - 10.000 m3 kapasiteli

Aile tipi biyogaz tesisleri özellikle Çin'de çok yaygın bir şekilde kullanım yerlerine yakın yerlerde kullanılmaktadır. Aile tipi biyogaz tesisleri dışındaki diğer tesislerin çoğunda biyogazın oluştuğu ortamın (fermantör) ısıtılması optimum biyogaz üretimi için gerekli olmaktadır. Biyogaz üretiminde ortam sıcaklığının 35 ºC civarında olması istenir. Biyogaz tesislerinde ısı kontrolünün sağlanması amacıyla güneş enerjisinden yararlanılabileceği gibi en pratik ve yaygın kullanılan sistem, tesisin içine yerleştirilen sıcak sulu serpantinlerden yararlanmaktadır.

BİYOGAZ ve YAN ÜRÜNLERİNİN KULLANIM ALANLARI
   Biyogaz, çok yönlü bir enerji kaynağı olarak doğrudan ısıtma ve aydınlatma amacıyla kullanıldığı gibi, elektrik enerjisine ve mekanik enerjiye çevrilerek kullanımı da mümkün olmaktadır. Ayrıca biyogaz üretimi sonucu ortaya çıkan yan ürünler de çeşitli amaçlarla kullanılabilmektedir.

Tesis Tasarımında Dikkate Alınacak Hususlar

•  Uygun hammadde miktarı
•  Hammaddenin cinsi ve özellikleri
•  Isıtma ihtiyaçları
•  Karıştırma ihtiyaçları
•  Kullanılacak malzeme ve ekipmanların cinsi
•  Tesisin kurulacağı yerin seçimi
•  Tesis inşaatı ve tesisin yalıtımı
•  Tesisin ısıtılması ve işletme koşulları
•  Biyogazın depolanması ve dağıtımı
•  Biyogazın taşınması, tesisten çıkan biyogübrenin depolanması, tarlaya taşınması ve dağıtımı
•  Biyogaz kullanım araçlarının belirlenmesi

 

Türkiye'nin Hayvansal Atık Potansiyeline Karşılık Gelen Üretilebilecek Biyogaz Miktarı ve Taşkömürü Eşdeğeri
Hayvan Cinsi Hayvan Sayısı
(Adet)
Yaş Gübre Miktarı
(ton/yıl)
Biyogaz Miktarı
(m3/yıl)
Taşkömürü Eşdeğeri
(ton/yıl)
Sığır11.054.00039.794.4001.313.215.2001.181.894
Koyun-Keçi38.030.00026.621.0001.544.018.0001.389.616
Tavuk-Hindi243.510.4535.357.230417.863.937376.078
Toplam292.594.45371.772.6303.275.097.1372.947.587

   
Yeşil enerji biyogazın ülkemize ve daha da önemlisi tüm insanlığa daha fazla katkı sağlaması dileğiyle.İnşallah bu tip faaliyetleri köyümüzdede görürüz. 

 

 

ALINTIDIR: www.bilgiustam.com Emre Ece



6066 kez okundu. Yazarlar

Yorumlar

kalemine sağlık     29/03/2012 06:54

Sevgili kardeşim teşekkür ederiz. Ellerine sağlık Fırat en az ayda bir yazı bekleriz. Kolay Gelsin..
YAVUZ KAVUNCUOĞLU

Yazarın diğer yazıları

KANATLI HAYVAN YETİŞTİRİCİLİĞİ - 11/09/2012
KÜMES HAYVANLARININ BAKIMI
AHIR BAKIMI VE HAYVAN YETİŞTİRÇİLİĞİ - 08/05/2011
NASIL HAYVANCILIK YAPILIR
Ziyaret Bilgileri
Aktif Ziyaretçi1
Bugün Toplam17
Toplam Ziyaret284423
Hava Durumu
Anlık
Yarın
30° 34° 17°
Saat
Takvim
Site Haritası
Döviz Bilgileri
AlışSatış
Dolar5.70855.7314
Euro6.31106.3363