Page 49 - İZMİR AKADEMİ DERGİSİ

MAKALE

Biyokütle Enerjisi
Dünya nüfus artışının 2055'te 7,4 milyardan 10 milyara 2014). Özellikleri açısından doğal gaza benzeyen biyogaz,
yükseleceği öngörülmektedir ve bu da doğal kaynakların LPG ile çalışan cihazlarda modifikasyon yapılmak suretiyle
hızla tükenmeye devam edeceği anlamına gelmektedir kullanılabilmektedir (Eryaşar, 2007). Son yıllarda, gelişmiş
(Heleniak, 2020). Öte yandan, insanların yıllık biyokütle ülkelerde biyogazın arıtılması ile elde edilen biyometanın
malzemeleri tüketimi yaklaşık 72 giga tondur ve 2030 yılına doğal gaz şebekesine verilmesi veya araç yakıtı olarak
kadar 100 giga tona ulaşması beklenmektedir (Usmani, kullanılması önem kazanmıştır (Miltner, 2017).
2020). Biyogaz üretiminde özellikle tarımsal artık, hayvan gübresi
Biyokütle, gezegendeki en bol ve sürdürülebilir karbon ve enerji bitkileri olmak üzere çok çeşitli biyokütle kaynağı
kaynaklarından biridir. Tarımsal ürün artıkları, algler, orman- kullanılmaktadır. Bol miktarda bulunan ve alternatif bir
cılık artıkları, ağaç işleme artıkları, biyoyakıt üretimi için hammadde kaynağı lignoselülozik biyokütle, biyogaz
başlıca biyokütle kaynaklarıdır. üretimi için yüksek bir potansiyele sahiptir (Zhuana, 2021).
Kullanılan biyokütle orijinine göre biyoyakıtlar birinci nesil Anaerobik Fermentasyon Prosesi -Biyogaz
(gıda ve yem ürünleri), ikinci nesil (enerji bitkileri, lignoselü-
lozik biyokütle) ve üçüncü nesil (algler) olmak üzere Üretiminin Biyokimyası
kategorize edilmektedir. Birinci nesil biyoyakıt üretimi ileri Anaerobik bakteriler, organik maddeyi dört aşamada
teknolojiler ve iyi anlaşılmış prosesler ile gelişmiş bir biyogaza dönüştürmektedir: hidroliz, asitleştirme,
seviyede olmasına rağmen, üretimlerinin ekonomik ve asetogenez ve metanojenez (Vijin Prabhu, 2021).
çevresel sınırlamalar getirmesi nedeni ile tartışma konusu- Hidrojenasyon işlemi sırasında lipidler, proteinler, karbon-
dur. Gıda üretimi için kullanılan araziler ile rekabet oluştur- hidratlar ve şekerler Bacillus, Clostridium, Erwinia ve
ması bu sınırlandırmalardan biridir (Naik, 2010). Bu neden- Streptomyces türlerinden oluşan anaerobik bir mikrobiyal
le, ikinci nesil biyoyakıt olarak adlandırılan ve gıda/yem kokteyl ile daha küçük biyomoleküllere parçalanmaktadır.
ürünü olmayan lignoselülozik biyokütleden sürdürülebilir Sonraki asidojenik fazda ise, Lactobacillus, Streptococcus,
biyoyakıt üretiminin alternatifleri aranmaktadır. İkinci nesil Salmonella gibi bakteri türleri ve diğer asidojenik bakteri -
biyoyakıt teknolojilerinin sürdürülebilirliğinin sağlanması ler, organik molekülleri alkollere ve organik asitlere dönüş-
ve iklim değişikliğinin yavaşlatılması da dahil olmak üzere türmektedir. Asitojenez fazını, Acetobacterium, Eubacteri-
birçok avantaja sahiptir. Lignoselülozik hammadde kullanı- um, Thermosyntropha ve diğer asetojenik bakterilerinin
mı, karbon nötr olduğu için, sera gazı emisyonlarını alkolleri ve organik asitleri asetik asit, CO2 ve hidrojene
azaltma potansiyeline sahiptir. Lignoselülozik üretim dönüştürdüğü asetojenik faz takip eder. Anaerobik
sırasında yakıt kullanımı ile açığa çıkan karbon, karbon çürümenin son aşamasında, biyogaz, Methanococcus ve
döngüsüne bir yıl içinde kazandırılmaktadır (Naik, 2010). Metanolobus gibi metanojenik arkelerin asetik asit, CO2 ve
Fosil yakıtlarda ise açığa çıkan karbonun döngüye kazandı- hidrojeni metana (CH4) dönüştürdüğü metanojenik proses
rılması milyonlarca yıl sürebilmektedir. Ancak, belirtilen tarafından üretilmektedir (Govarthanan, 2022).
hammaddelerin lignoselülozik yapıya sahip olmaları
nedeni ile biyoyakıt/biyogaz üretimi öncesinde ön işlem Biyogaz Üretiminin Çevre Üzerindeki Sürdü-
uygulaması gerekmektedir. Lignoselüloz, kalın bir lignin ve rülebilir Etkisi
selüloz moleküllerini saran hemiselüloz yapısından oluşan
karmaşık bir matristir (Zhao, 2022). Küresel enerji tüketiminin %84'üne katkıda bulunan sınırlı
fosil yakıt rezervleri nedeniyle yenilenebilir enerjinin uygu -
Biyogaz Bileşimi ve Kullanımı lanmasını teşvik etmek günümüzde acil bir küresel misyon
haline gelmiştir (BP International Ltd., 2020).
Biyogaz, organik atıkların anaerobik fermentasyon olarak
bilinen biyokimyasal bir prosesle ayrıştırılması yoluyla Fosil yakıtların kullanımı, ince partikül madde (PM2.5) ve
üretilen bir biyoyakıttır. Biyogaz genellikle metan/CH4 sera gazları (GHG) emisyonlarına büyük katkıları nedeniyle
(%50 +- %80), CO2 (%25 +- %50) ve diğer gazlardan (H2S, insan sağlığını olumsuz etkilemektedir.
NH3, H2, vb.) oluşmaktadır (Menacho, 2022). Biyogaz, Vohra (2021) tarafından 2018 yılında dünyada fosil yakıtla-
pişirme, aydınlanma, ısı ve elektrik üretimi için yenilenebilir rın kullanılmasından kaynaklanan PM2.5/ince partikül
bir enerji kaynağı olarak kullanılabilmektedir (Surendra, maddenin 8,7 milyon ölümden (toplam ölümlerin yaklaşık

47