Biyogaz, hayvansal ve bitkisel atıkların oksijensiz ortamda ayrışması sonucu ortaya çıkan bir gaz karışımıdır. Bileşiminde % 60-70 metan (CH4), % 30-40 karbondioksit (CO2), % 0-2 hidrojen sülfür (H2S) ile çok az miktarda azot (N2) ve hidrojen (H2) bulunmaktadır.
BİYOGAZ TESİSİNİN BASİT OLARAK KURULUMU:
Biyogaz tesisi kurmak için bol miktarda hayvan gübresi ve biyolojik atık bulunmalıdır ,bunun için yanma odası ,basınç kazanı taşıyıcı ve dağıtıcı borular gerekirse karıştırma bölümüne gerek vardır kurmak isteyen çiftçiler teknik kuruluşlarla temasa geçmelidir ,bir kere kurulduktan sonra aydınlatma ısıtma traktör yakıtı bedavaya gelmektedir hayvancılık ve çiftçilik yapanlar için idealdir
BİYOGAZ ÜRETİMİNDE KULLANILABİLECEK BAZI ATIKLAR
HAYVANSAL ATIKLAR : Sığır, at, koyun, tavuk gibi hayvanların gübreleri, insan dışkısı, mezbaha atıkları ve hayvansal ürünlerin işlenmesi sırasında ortaya çıkan atıklar
BİTKİSEL ATIKLAR : 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 oğrultusunda karıştırılarak da kullanılabilir. Biyogaz, temiz ve mavi bir alevle yanar.Biyogaz, kullanılmadığı zaman çürük yumurta kokusundadır ancak yanarken bu koku kaybolur. Bu özellik, biyogazı ileten borularda kaçak olup olmadığını anlamada kolaylık sağlar. Biyogaz çok düşük sıcaklıklarda (-164 °C) sıvılaştırılabilmektedir. Bu işlem çok pahalıdır bu nedenle gaz tüplerinde depolanması ekonomik değildir. Genellikle gaz halinde kullanılmaktadır
BİYOGAZIN KULLANIM ALANLARI
Ülkemizde hayvansal ve bitkisel atıklar, çoğunlukla ya doğrudan doğruya yakılmakta veya tarım topraklarına gübre olarak verilmektedir. Ancak atıkların yakılarak ısı üretiminde kullanılması daha yaygın olarak görülmektedir. Bu şekilde istenilen özellikte ısı üretilemediği gibi, ısı üretiminden sonra atıkların gübre olarak kullanılması da mümkün olmamaktadır. Biyogaz teknolojisi ise organik kökenli atıklardan hem enerji elde edilmesine hem de atıkların toprağa kazandırılmasına imkan vermektedir.
BİYOGAZ ÜRETİMİNİN YARARLARI
Biyogaz, çok yönlü bir enerji kaynağı olarak doğrudan ısıtma ve aydınlatma amacıyla kullanıldığı gibi, elektrik enerjisine ve mekanik enerjiye çevrilmesi de mümkün olmaktadır.
ISITMADA KULLANIMI
Biyogazın yanma özelliği bileşiminde bulunan metan (CH4) gazından ileri gelmektedir. Biyogaz, hava ile yaklaşık 1/7 oranında karıştığı zaman tam yanma gerçekleşmektedir.
Isıtma amacıyla gaz yakıtlarla çalışan fırın ve ocaklardan yararlanılabileceği gibi termosifon ve şofbenler de biyogazla çalıştırılarak kullanılabilir.
Biyogaz, sıvılaştırılmış petrol gazı ile çalışan sobaların meme çaplarında basınç ayarlaması yapılarak kolaylıkla kullanılabilmektedir. Biyogaz sobalarda kullanıldığında bünyesinde bulunan hidrojen sülfür (H2S) gazının yanmadan ortama yayılmasını önlemek üzere bir baca sistemi gerekli olmaktadır. Bu nedenle, daha sağlıklı bir ısınma için kalorifer sistemleri tercih edilmektedir.
BİYOGAZIN AYDINLATMADA KULLANIMI
Biyogaz, hem doğrudan yanma ile hem de elektrik enerjisine çevrilerek de aydınlatmada kullanılabilmektedir. Biyogazın doğrudan aydınlatmada kullanımında sıvılaştırılmış petrol gazları ile çalışan lambalardan yararlanılmaktadır. Bu sistemde aydınlatma alevini arttırmak üzere amyant gömlek ve cam fanus kullanılmaktadır. Cam fanus ışığı sabitleştirdiği gibi çıkan ısıyı geri vererek alevin daha fazla olmasını sağlamaktadır.
BİYOGAZIN MOTORLARDA KULLANIMI
Biyogaz, benzinle çalışan motorlarda hiçbir katkı maddesine gerek kalmadan doğrudan kullanılabildiği gibi içeriğindeki metan gazı saflaştırılarakta kullanılabilmektedir. Dizel motorlarda kullanılması durumunda belirli oranda (% 18-20) motorin ile karıştırılması gerekmektedir
TESİSLERİNİN TASARIMI
Biyogaz üretimi iki ayrı yöntemle gerçekleşmektedir.
KESİK BESLEME YÖNTEMİ: Tesis hayvansal ve/veya bitkisel atıklarla doldurulmakta ve alıkoyma-bekleme süresi kadar beklenmektedir. Bu süre sonunda tesis tamamen boşaltılmakta ve işlem sürekli tekrarlanarak gaz üretimi sağlanmaktadır.
SÜREKLİ BESLEME YÖNTEMİ: Tesis hayvansal ve/veya bitkisel atıklarla doldurulmakta ve alıkoyma süresi kadar beklenmektedir. Daha sonra biyogaz üretim tankının (fermantör) sıcaklığına bağlı olarak günlük beslemelere geçilmekte ve sürekli gaz üretimi sağlanmaktadır
AİLE TİPİ BİYO GAZ TESİSİ
Birçok ülkede biyogaz tesisleri planlanan amaca göre farklı teknolojiler kullanılarak inşaa edilmektedir. Biyogaz tesisleri, aile tipi (6-12 m3 kapasiteli) çiftlik tipi (50-100-150 m3 kapasiteli), köy tipi (100-200 m3 kapasiteli) tesisler olarak ele alınabileceği gibi başta Almanya olmak üzere Amerika, Danimarka, İsviçre gibi pek çok ülkede 1000-10.000 m3 kapasiteli biyogaz tesisleri işletilmektedir.
Aile tipi 6-12 m3 kapasiteli sabit kubbeli biyogaz tesisleri Çin’de çok yaygın bir biçimde kullanılmakta ve bu tip tesislerde oluşan biyogaz tesis içinde (kubbe bölümünde) toplanmakta ayrı bir gaz depolama tankı kullanılmamaktadır. Ancak bu durum biyogazın kullanımı sırasında gaz basıncının düşmesine neden olmakta dolayısıyla gaz basıncı sabit kalmamaktadır. Yeterli gaz basıncını sağlamak üzere Çin tipi tesisler genellikle kullanım yerlerine yakın kurulmaktadır. Büyük kapasiteli tesislerde ise oluşan biyogaz, tesisten ayrı veya tesis içinde sabit olmayan bir yerde toplanmakta (gaz depolama tankı) ve gaz basıncının sabit kalması sağlanabilmektedir. Bu tip biyogaz tesislerine en çok Hindistan’da rastlanmaktadır
Aile tipi biyogaz tesisleri dışındaki diğer tesislerin çoğunda biyogazın oluştuğu ortamın (fermantör) ısıtılması optimum biyogaz üretimi için gerekli olmaktadır.
BİYOGAZ TESİSİNDE ISI KONTROLU
Biyogaz üretiminde ortam sıcaklığı çok önemlidir. Genel bir kural olarak bu sıcaklığın 30-35 °C olması istenir. Isıtmalı olmayan tesislerde özellikle kış aylarında sıcaklığın bu derecelere ulaşması mümkün değildir. Sıcaklığın 10 °C’nin altına düşmesi biyogaz üretimini durdurabilmektedir.
Biyogaz tesislerinde ısı kontrolünün sağlanması amacıyla güneş enerjisinden yararlanılabileceği gibi en pratik ve en yaygın kullanılan sistem, tesis içine yerleştirilen serpantinlerden yararlanmaktır (sıcak su boruları). Bu sistemde su, tesis tarafından sağlanan biyogazla ısıtılarak sirkülasyon pompası ile tesis içine yerleştirilen serpantinler içinde dolaştırılarak ısıtma sağlanmaktadır
Biyogaz tesisleri projelendirilirken öncelikle kapasitenin tesbiti gerekmektedir. Bunun için tesiste, sadece hayvan gübresi kullanılacaksa; günlük ortaya çıkan gübre miktarı, hayvanların beslenme şekilleri ve gübrelerin katı madde miktarları bilinmelidir.
BİYOGAZ TESİSLERİNİN KAPASİTELENDİRİLMESİ
GÜNLÜK ORTAYA ÇIKAN GÜBRE MİKTARI: Hayvanların gübre verimleri cinslerine göre değişik miktarlarda olabilmektedir. Gübre miktarının hesabında; büyükbaş hayvanlar için 10-20 kg/gün (yaş) gübre verimi kabul edilebileceği gibi canlı ağırlığın % 5-6’sı da günlük gübre miktarına esas alınabilir. Aynı şekilde koyun ve keçi için 2 kg (yaş)/gün veya canlı ağırlığın % 4-5’i günlük gübre üretimi olarak kabul edilebilmektedir. Tavuk için günlük gübre üretimi ise 0.08-0.1 kg (yaş)/gün veya canlı ağırlığın % 3-4’üdür.
HAYVANLARIN BESLENME ŞEKİLLERİ: Hayvanların mer’a da veya ahırda beslenmeleri günlük gübre üretimini etkiler.
GÜBRELERİN KATI MADDE ORANLARI: Optimum biyogaz oluşumu için tesis içi gübre-su karışımının katı madde oranının % 7-9 olması gerekmektedir. Katı madde oranları; sığır gübresinin % 15-20, tavuk gübresinin % 30, koyun gübresinin ise % 40 civarındadır.
Bilinmesi gereken diğer bir konu ise hayvan gübrelerinin değişik sıcaklıklarda optimum alıkoyma-bekleme süreleri ve biyogaz üretim miktarlarıdır
TÜRKİYE'DE BİYOGAZ
ülkemizdeki durumuna bakacak olursak parmakla gösterilecek derecede az ve yetersiz tesis olduğuna üzülmemek elde değil. Proje aşamasında kalıp uygulamaya geçilemeyen birçok örnek dışında uygulamada başarısız olunup yarıda bırakılan projeler de yok değil.
Avrupa'da kırsal kesime verilen önem doğrultusunda birçok kentte, hatta kasabada küçük ölçekli biyogaz tesisleri kurulmuş olmasına karşın ülkemizde kırsal kesim hep ikinci plana atılıp öncelik büyük şehirlere verildiğinden köyden kente göç engellenememiş ve bu yüzden ne kırsal kesimde ne de kentte planlı gelişim yönünde sağlıklı adımlar atılamamıştır. Bunun sonucunda büyük şehir belediyelerinin bütçeleri doğrultusunda uygulamaya çalıştıkları projelerden tam randıman alınamamıştır. Bu keşmekeşliğe bir örnek de İzmir'dedir. Yıllar boyunca denize dökülen her türlü atık körfezi bataklık haline getirmiş, son on yılda harcanan emeğe ve paraya karşın net bir çözüme ulaşılamamıştır. Şu an yürütülmekte olan Büyük Kanal Projesi'yle şehrin tüm atığının tek bir tesiste toplanarak ayrıştırılması, konumuz olan biyogaz elde edilerek bundan faydalanılması ve çevreye zararsız hale getirilen atığın geri dönüşümünün gerçekleştirilmesi hedeflenmektedir. Harmandalı Katı Atık Deponi Alanı'na ilişkin oluşan problemler tesisin dizayn edildiği şekilde işletilememesinden kaynaklanmaktadır. Sözgelimi Belediyeler arasındaki iletişim eksikliği ve ekipman yetersizliği nedeniyle evsel atıklar zaman zaman gerektiği şekilde gömülememekte; bu da martılar tarafından çöplerin karıştırılmasına neden olmaktadır. Kaynağında ayırma gerçekleşmediğinden çöpler cam, plastik, kağıt gibi niteliklerine göre ayrı olarak depolanamamaktadır. Büyükşehir Belediyesi'nde mevcut olan iş makinalarının yetersiz oluşu ve kullanım ömrünü tamamlaması nedeniyle Harmandalı Katı Atık Deponi Alanı'ndaki çalışmalar verimli olarak sürdürülememiş; bu nedenle depolama alanına gelen çöpün toprağa serilmesi işi özelleştirilmiştir.
Depolama Alanı'nda organik atıkların oksijensiz ortamda mikrobiyolojik olarak ayrışması sonucu metan gazı ağırlıklı olmak üzere, karbondioksit, hidrojensülfür, amonyak, azotlu bileşikler vb.gazlar oluşmakta; bu gazlar herhangibir önlem alınmadan atmosfere verildiğinde, patlamalara ve zehirlenmelere neden olarak çevre ve insan saglıgını olumsuz yönde etkilemektedir. Bu nedenlerden dolayı; Harmandalı Katı Atık Deponi Alanı'nın evsel atık depolama bölgesinde çöplerin ayrışmasından kaynaklanan deponi gazlarının miktarının belirlenmesi, toplanması, gaz yakma sisteminin projesi, inşaası ve gazın elektrik enerjisine dönüşümü ile ilgili İzmir Büyükşehir Belediyesi tarafından 14.11.1995 tarihinde bir ihale yapılmıştır. Konu ile ilgili çalışmalar tamamlanmış olup; 5.6.1996 tarihinden itibaren yeni sistem devreye girmiştir. Halihazırda alanda mevcut gaz toplama bacalarının verimli olan 18 adedinden yüksek yogunluklu polietilen borular yardımıyla toplanan gaz ana kollektör ile deponi gazı yakma tesisine verilmektedir. 1250 m3/saat'lik gaz yakma kapasitesine sahip tesiste, deponi gazları 1000 C'te yakılarak, çevreye olumsuz etkiler önlenmektedir.Kaynakwh:
Vadi şeklinde olan katı atık depolama alanının en derin bölgesi ortalama 25 m. olup; toplanan deponi gazının içerisinde % 40-60 oranında metan gazı mevcuttur. Evsel atıkların depolandıgı kısımdan oluşan çöp sızıntı suları çalışır durumdaki ön arıtma tesisinde kanal standartlarını sağlayacak şekilde arıtıldıktan sonra kanal sistemine verilmektedir. Önümüzdeki günlerde Büyük Kanal Projesi kapsamındaki kanal sistemine bağlanacaktır.
İstanbul'da da benzer uygulamalar denenmiş ancak şehrin altyapısı çok yetersiz olduğundan başarıya ulaşılamamıştır. Zaten biyogaz araştırmamızda gördüğümüze göre daha çok kırsal kesimde gelişmeye yönelik kullanılması uygun olan, çok nüfuslu ve altyapısı yetersiz büyük şehirlerde hayata geçirilmesi zaman alacak bir sistemdir. Çıkarılacak yasalarla bu sistemi kırsal kesimde kuracak girişimciler desteklenip, çiftçi ve halk da bilinçlendirilerek kısa sürede ülkemizin en büyük sorunlarından biri olan enerji sıkıntısı ortadan kaldırılabilir. Uzun vadede ise büyük kentlerde uygulamaya sokulacak tesisler, sınırları netleştirilmiş, yaptırımı yüksek, kontrolü kolay olacak şekilde çıkarılacak yasalar ve bilinçlendirilmiş toplumla kendi kendine yetip çevreyi koruyan bir enerji kaynağına ulaşılabilir.
Kaynak: Gazi Polat