Biyogaz, hayvan atıkları ve gıda artıkları gibi organik maddelerin anaerobik (oksijensiz) ortamda belli sıcaklık altında mikroorganizmalar tarafından fermantasyon işlemine uğraması sonucu parçalanması ile üretilen bir gazdır [1,2]. Renksiz ve kokusuz olan bu gaz, üretildikleri organik materyallere bağlı olarak ; % 40-70 metan, % 30-60 karbondioksit, % 0-3 hidrojen sülfür ile çok az miktarda azot-hidrojen içerebilmektedir [3]. Biyogaz üretme süreci aynı zamanda anaerobik sindirim olarak da bilinir. İçeriğinde bulunan yüksek metan içeriği nedeniyle biyogaz yanıcıdır ve bu nedenle koyu mavi bir alev üretir ve bir enerji kaynağı olarak kullanılabilir [4].
Biyogaz, yenilenebilir ve çevre dostu bir yakıttır. Araç yakıtı, ısıtma ve elektrik üretimi dahil olmak üzere çeşitli şekillerde kullanılabilir [1].
Biyogazın Elde Edildiği Organik Atıklar
Meyve,sebze ve yemek artıkları
Belediye atıkları
Hayvancılık atıkları
Deri, kağıt gibi bazı endüstri atıkları
Atık su arıtma tesisi/ kanalizasyon atıkları
Hayvan gübreleri
Bahçe/ bitki materyali atıkları [2]
Şekil 1. Biyogaz üretimi için kullanılan organik atıklar [2]
Biyogaz Üretim Aşamaları
Biyolojik atık materyalleri daha küçük parçalara bölünüp, sıvı eklenerek bulamaç haline getirilir ve anaerobik fermantasyona hazırlanır. Uygun sıcaklık ortamının oluşması için atıkların 37C’ ye kadar ısıtılması beklenir. Yaklaşık 3 hafta boyunca tanklarda anaerobik fermantasyon işlemi gerçekleşir. Ve en son aşamada safsızlıklar ve karbondioksit giderilerek gaz saflaştırılır [5]. Bu işlemler 4 ana basamakta gerçekleşir.
1. Hidroliz fazı: Karbonhidrat, protein ve yağ gibi organik moleküller yapı taşlarına ayrışır.
2. Asidojeniz fazı: Monosakkaritler, aminoasit ve yağ asidi olarak oluşan yapı taşları bu fazda laktat, etanol, bütirat, propionat gibi bileşiklere dönüştürülür.
3. Asetojeniz fazı: Laktat, etanol, bütirat, propionat bileşikleri ise bu fazda asetik asit, karbondioksit ve hidrojene kadar parçalanır.
4. Metanojeniz fazı: Asetik asit, karbondioksit ve hidrojen son aşamada metan ve karbondioksit içeren biyogaz oluşumu gerçekleşir [6].
Şekil 2. Biyogaz Üretim Aşamaları [6]
Biyogazın Ekolojisi
Biyogaz çevre dostu bir enerji kaynağı olması nedeniyle iki önemli çevre sorununa çözüm olabilecektir. Bunlar;
1. Her gün tehlikeli seviyelerde meydana gelen metan gazı salınımı
2. Enerjiye olan ihtiyaç dolayısıyla fosil yakıtlara olan talebin artması
Organik atıkların biyogaz olarak kullanılması verimli enerji kaynaklarına dönüşüm noktasında oldukça önemlidir. Çünkü;
Çeşitli atık malzemelerin geri kazanılması
Atık su arıtma tesislerinde toksik kimyasalların kullanımının önüne geçilmesi
Atıkları yerinde işleyerek para, enerji ve malzeme tasarrufu sağlanması
Enerji üretmek için fosil yakıt çıkarılmasını ihtiyacın olmaması
Zararlı bir gazın yerine çok daha güvenli bir forma dönüştürülmesi
Hayvan gübrelerinden kaynaklanan insan sağlığını ve yeraltı sularını tehdit eden hastalık etmenlerinin büyük oranda etkinliğinin kaybolmasını sağlaması
Ucuz ve çevre dostu olması
gibi birçok avantajları vardır [4].
Biyogazın dezavantajları nelerdir?
Rafine etme işlemleri gerçekleştirildikten sonra bile içerisinde bazı kirlilikler bulunabilir.
Ekonomik açıdan büyük çapta kullanımı zordur.
Metan ve oksijen teması sonucu patlamalar olabilir [7].
Şekil 3. Biyogaz üretiminde kullanılan malzemelerden ürünlere dönüşüm
Biyogaz Kullanım Alanları
Isıtma:
Bileşiminde bulunan metan gazı nedeniyle yanma özelliği bulunmaktadır. Hava ile biyogazın 1/7 oranında karışması ile tam yanma olayı gerçekleşir. Gaz yakıtlarla çalışan ve ısıtma amaçlı kullanılan fırın, ocak, termosifon ve şofbenler gibi ürünler biyogazlar kullanılarak çalıştırılabilir.
Enerji:
Biyogaz elektrik enerjisine dönüştürülerek aydınlatma amaçlı sıvılaştırılmış petrol gazları ile
çalışan lambalarda kullanılabilmektedir.
Motor:
Benzin ile çalışan motorlarda, içerisindeki metan gazının ortadan kaldırılması veya hiçbir katkı maddesine gerek kalmadan doğrudan biyogaz olarak kullanılması mümkündür.
Organik Gübre:
Fermantasyon ile biyogaz üretimi sonucu organik gübre açığa çıkabilmektedir. Bu organik gübre sıvı olarak tarlalarda kullanılabilmektedir. Elde edilen organik gübrenin anaerobik fermentasyon sonucu üretilmiş olması patojen mikroorganizmaların büyük bir çoğunluğunun yok edilmiş olmasıdır.
Kaynaklar
[1] What is biogas?. 5 Mayıs 2021 tarihinde “https://www.nationalgrid.com/stories/energy-explained/what-is-biogas” adresinden erişildi.
[2] Gökçe, S. (2018). Biyogaz Hakkında Hiç Bilmediklerimiz. 5 Mayıs 2021 tarihinde “https://sifiratik.co/2018/10/12/biyogaz-hakkinda-hic-bilmediklerimiz/” adresinden erişildi.
[3] Biyogaz Üretimi Ve Faydaları. 5 Mayıs 2021 tarihinde “http://www.alternatifpower.com.tr/resimler/2187644_1403534180.pdf” adresinden erişildi.
[4] What Is Bıogas? A Beginners Guide. 5 Mayıs 2021 tarihinde “https://www.homebiogas.com/what-is-biogas-a-beginners-guide/” adresinden erişildi.
[5] How is biogas produced?. 5 Mayıs 2021 tarihinde “https://www.gasum.com/en/our-operations/biogas-production/how-is-biogas-produced/#” adresinden erişildi.
[6] Leblebicioğlu, E. (2018). Biyogaz Nedir, Nasıl Elde Edilir?. 5 Mayıs 2021 tarihinde “https://www.muhendisbeyinler.net/biyogaz-nedir-nasil-elde-edilir/” adresinden erişildi.
[7] Giryan, Ç. (2017). Biyogaz Nedir? Avantajları ve Dezavantajları Nelerdir?. 5 Mayıs 2021 tarihinde “https://www.tech-worm.com/biyogaz-nedir-avantajlari-dezavantajlari-nelerdir/” adresinden erişildi.