4.2- BİYOGAZ ENERJİSİ:

4.2.1-Önemi ve Kaynakları:

Çiftlik gübresi, yani hayvan gübresi başta olmak üzere, çeşitli organik artıkların (bitkisel artıklar, deniz ve kara yosunları, özel olarak yetiştirilen bazı bitkiler gibi), oksijensiz bir ortamda fermantasyona uğratılması sonucu elde edilen yanıcı gaz karışımına, biyogaz denir.(Metan gazı=CH4).Organik kökenli kaynaklara dayanan bu enerji üretim yönteminde temel enerji kaynağı, organik kökenli artık ve atıklardır. Az önce de ifade edildiği üzere bunlar, değişik amaçlarla değerlendirilmiş olabilirler. Örneğin ot ve saman artıkları , kent çöpleri, tarla ürün artıkları, hayvan besin artıkları, çiftlik hayvancılığının küçük ve büyük baş hayvan dışkıları ve benzerleri olabilecekleri gibi, bizzat bu amaçla yetiştirilen bazı bitkiler (yeşil gübre) ve deniz yosunları (alg, diyatomit), ya da kara yosunları (likenler) olabilirler. Bunlardan belli bir miktarı, tekniğine uygun olarak inşa edilmiş havasız bir depoda toplanarak depolanırsa, belli aşamalarda kimyasal tepkimelerin oluşması ve yanıcı gaz karışımının açığa çıkması mümkün olmaktadır. Bu nedenle de, dönüştürülmüş enerji üretmek için yararlanılan bu gibi organik kökenli maddelere, genel bir terimle biyomas ve bunlardan elde edilen enerjiye ise, biyomas enerjisi adı verilmektedir. Terimi oluşturan biyo canlı, mas (mass) ise kütle veya yığın, başka bir ifade ile enerji elde edilecek tesise enerji maddesinin yığılıp depo edilmesi gibi anlamlara gelmektedir. Dolayısıyla da bu gibi organik kökenli artıklardan elde edilen enerjiye, biyomas enerjisi denir.

Sözü edilen enerji kaynağı, bugüne kadar ki uygulamalardan anlaşıldığına göre, hayli ekonomik bir kaynaktır. Örneğin, bir ton biyamas maddesinin havasız bir ortamda fermente edilmesi sonucu, 1.2 varil petrol eşdeğeri bir enerjinin elde edilebileceği hesaplanmıştır. Öte yandan biyomas kaynaklarından elde edilen yanıcı gaz karışımı’nın, m3’ü başına %40 ila %70 oranında metan gazı, %30 ila %55 oranında karbondioksit ve diğer oranların ise azot, hidrojen ve hidrojensülfür gibi maddelerden oluştuğu anlaşılmıştır.

4.2.2- Biyomas Enerjisinin Geçmişteki Önemi ve Bugünkü Yararlanma Alanları:

Biyomas enerjisi kaynaklarının en önemlisi, tahmin edileceği üzere Hayvan gübresi kaynağıdır. Bu kaynağın yakıt olarak kullanılmaya başlanması, her halde insanın yerleşik düzene geçmesiyle birlikte başlar. Ancak hiç şüphe yok ki, bu konuda belli bir tarih ve bölge göstermek pek mümkün değildir. Ancak, hayvan gübresinden tezek yapımı ve bunun yakıt olarak kullanılması, elbette yüz yıllar öncesinden başlamıştır.

Birçok ülkede köylü nüfus, bugün de, ısıtma-ısınma ve pişirmede, bu kaynaktan geniş ölçüde yararlanır. Asya, Afrika ve Güney Amerika ülkelerinde, ormandan yoksun otsu bitki formasyonu bölgeleri, yani step toplumları, günümüzde de en güvenilir ısınma ve pişirme işleri yakıtını, hayvan gübresinden yapılan tezekten sağlamaktadır.

Çiftlik gübresinden biyogaz yani metan gazı elde edilmesi halinde, bu gaz ısıtma, aydınlatma, pişirme işlerinde ve elektrik enerjisi üretiminde kullanılabilmektedir. Öte yandan bu amaçla kullanılan gübre, fazla bir kayba uğramadan, yine tarıma verilebilmektedir.

Biyogaz, parlak ve mavi bir alevle yanan, kalorifik değeri nispeten yüksek bir gaz karışımıdır. Birim hacimdeki biyogazda, yaklaşık %70oranında metan gaz (CH4) vardır. Zaten, yanıcılık niteliğini kazandıran da, bu gazdır. Metan gazı, daha önce belirtilen organik kökenli artıklardan, yani biyomas kaynaklarından ve özellikle çiftlik gübresi’nden kolayca elde edilebilir. Öte yandan, biyogaz elde edilmesinde, tesis ve üretim teknolojisi karmaşık olan bir sistem gerekmez. Üretim için gerekli olan hammadde, kırsal kesimde hayvancılık yapan her aile tarafından, zaten bol miktarda sağlanmaktadır.

Çiftlik gübresinden, metan gazı veya biyogaz elde edebilmek için en fazla baş vurulan yöntem, kesik besleme yöntemidir. Fermantasyon tankı denilen ve ihtiyaca göre 50 ila 300 m3 hacmi olan betonarme bir depo, taze çiftlik gübresiyle doldurulur. Hava almayacak şekilde, sıkıca kapatılır. Havasız ortamda belli bir süre (15-20 gün ) bekletilen gübre, bu süre içinde fermantasyona uğrar. İçinde, karışımın çokluğu metan gazı olan biyogaz oluşur. Gübre deposuna, yani fermantasyon hazinesine daldırılan bir boru, gazometre denilen gaz depolanma kabı’na bağlanır ve oluşan gaz, bu kapta birikir. Gazometre kabında biriken gaz, ikinci bir boru ile, tüketileceği yere (örneğin mutfaktaki ocağa) kadar götürülerek tüketime arz edilir.

Yaklaşık 15-20 gün önce doldurulmuş ve biyogaz vermeye başlamış olan tesisten, aşağı yukarı 2 ay kadar verimli bir şekilde gaz alınır ve bu süreden sonra, giderek gaz verimi düşer.

Bu nedenle fermantasyon haznesi’ni (tankını), ortalama her iki ayda bir boşaltarak, yeniden taze taze çiftlik gübresiyle doldurmak gerekir. Tankın her dolduruluşunda fermantasyon oluşumu tamamlanıp biyogaz üretiminin başlaması için 10-20 gün kadar beklenir. Bu nedenle üretim, belli aralıklarla kesintiye uğrar. İşte bundan dolayı, sözü edilen biyogaz üretim yöntemine kesik besleme ve kesik üretim yöntemi adı verilmiştir.

4.2.3- Değişik Ülkelerde Biyogaz ve Biyomas Enerjisinden Yararlanma Durumu:

4.2.3.1-Hindistan:

Biyogaz teknolojisinde, öncü ülkelerden birisidir. Bu konudaki çalışmalara, 1930’ lu yıllarda başlamış ve 1980 yılına kadar ülkede, 80 000 adet aile konutunda biyogaz tesisi kurulmuştu. Bu sayının, VII. Beş Yıllık Kalkınma Planı sonu olan 1985’te 180 000 adete ulaştığı anlaşılmaktadır. Ülkede, 500 nüfuslu ve 250 büyükbaş hayvana sahip 100’er hanelik köylerde, günde 130 m3 biyogaz üretilmektedir. Bu da, yaklaşık 650 kw tutarında elektrik enerjisine eşdeğerdir.

Yüksek kapasiteli biyogaz tesislerinden, alternatörler (jeneratör) aracılığıyla elektrik enerjisi de elde edilmektedir.

4.2.3.2-Çin:

Biyogaz tesislerinin kurulması ve kırsal kesime yaygınlaştırılmasında, öncü ülkelerden bir diğeridir. Başta Seçuan eyaleti olmak üzere, ülkede 7.5 milyon adetten fazla biyogaz tesisi vardır. Oysa bu sayı, 1975’ te 1 milyon dolayında tahmin ediliyordu.

4.2.3.3- Kore Cumhuriyeti:

Biyogaz üretim çalışmalarına 1969’da başlamış ve geliştirici yoğun çalışmaları devam etmektedir.

4.2.3.4- Pakistan:

Biyogaz teknolojisi giderek yaygınlaştırılmıştır. Örneğin 1980’lerde 150 olan köy tipi biyogaz tesisinin sayısı, 1984’de muhtemelen 7000’e ulaşmıştı.

4.2.3.5-Tayland:

Bu konuda 1980’de yapılan planlama, 106’sı köy tipi ve 60 000’aile tipi olmak üzere, biyogaz üretim tesislerinin, kırsal kesime yaygınlaştırılması planlanmıştır.

4.2.3.6-Diğer Ülkeler:

Brezilya, Kenya, Kamerun, Mısır, Etiyopya, Nijerya, Sudan, Zambiya, Jamaika, Endonezya ve daha birçok ülkede bu konuda çalışmalar yapılmaktadır.

Aslında 1923’te A.B.D’nin Kaliforniya eyaletinde başlayan bu teknoloji 1930 ile 1955 yılları arasında, giderek birçok ülkeye yayılmıştır. Bununla birlikte, 1955’lerden sonra dünya petrol üretiminin hızla artması ve fiyatının ucuzluğu, biyogaz konusundaki çalışmaların yavaşlamasına neden olmuştur. Oysa 1967’lerden sonra giderek petrol fiyatlarının yükselmesi, tekrar bu yenilenebilir kaynağa önem verme zorunluluğu ortaya çıkarmıştır.