BİO ENERJİ TEKNOLOJİLERİ

... konulu sunumlar: "BİO ENERJİ TEKNOLOJİLERİ"— Sunum transkripti:

1 BİO ENERJİ TEKNOLOJİLERİ
İBRAHİM KUM OĞUZ BAL

2 SUNUM İÇERİĞİ 1.Tanım 2.Biyogazın tarihçesi 3.Biyogazın üretim süreci
4.Biyogazın oluşumu 5.Biyogaz bileşimi 6.Biyogaz üretim kaynakları 7.Hammadde & Biogaz ilişkisi 8.Biyogazın değerlendirilmesi 9.Dünyada biyogaz üretim potansiyeli 10.Türkiyede biyogaz üretim potansiyeli 11.Sonuç 12.Kaynakça

3 TANIM Biyogaz , Biyoenerji türlerinin tamamını yakınını yansıtmaktadır o yüzden size sunumumuzda Biyogaz hakkında bilgi vericez. Biyogazı anlayabilmek için öncelikle fermantasyon kavramını tanımlamak gerekir. Fermantasyon,  organik maddelerin çeşitli bakteriler tarafından genelde ısı vererek kimyasal olarak çürümesi olayıdır.Biyogaz ise genellikle hayvansal, bitkisel, evsel ve endüstriyel atıkların havasız bir ortamda fermantasyonu sonucu elde edilen, yapısında büyük oranlarda metan ve karbondioksit gazı bulunan yanıcı bir gazdır. Biyogaz enerjisi bir bakıma güneş enerjisinin hayvanlar ve bitkiler bünyesinde biriken enerjidir. Havasız çürütme için uygun ortam koşulları doğada özellikle yaz şartlarında kolayca sağlanabildiği için biyogaz doğada kendiliğinden de oluşabilmektedir. Doğal gazla büyük benzerlik gösterir ama arasındaki en büyük farklılık biyogaz doğal gaza göre yenilenebilir bir enerji türüdür. Biyogaz üretildikten sonra geriye organik açıdan zengin gübre kalmaktadır. Bu gübrede tarımsal arazilerde kullanılabilmektedir.

4 Biyogaz Üretiminin Tarihsel Gelişimi
Biyogaz ilk defa 18. Yüzyılın ortalarında Volga tarafından tanımlanmıştır ve günümüze kadar sürekli geliştirilmiştir. İlk oksijensiz (anaerobik) çürütme tesisi Hindistan’ın Bombay kentinde bir hastanede 1859 yılında yapılmıştır. Pasteur’ün bir öğrencisi olan Gayon, hayvan gübresi ile olan çalışmalarını yıllarında yapmıştır. Bu çalışmalar neticesinde elverişli şartlarda oluşturulan gaz miktarının büyüklüğü, Pasteur’ü ve ondan sonraki araştırmacıları farklı alanlara yönlendirmiş ve bu gazın ısıtma ve aydınlatmada kullanılabileceği ortaya atılmıştır. Atık su arıtma ve bu yolla biyogaz üretimi tesisi ilk olarak 1895 yılında İngiltere’de kurulmuştur yılında Cameron, septik tanklar adını verdiği sistemlerin patentlerini alarak bu tankları mühendislik açısından geliştirmiştir.

5

6 Biyogaz Üretim Süreci Biyogaz, çeşitli bakterilerin faaliyetleri sonucu 4 ana basamakta üretilir. Biokütle içerisindeki karbonhidratlar, yağlar, proteinler gibi büyük moleküllü karbon kaynakları bu 4 aşama ile metan ve karbondioksite kadar parçalanmaktadır. Hidroliz fazı Asit üretim fazı  Asetik asit üretim fazı Metan üretim fazı Hidroliz fazında biyokütle içerisindeki protein, yağ ve karbonhidratlar kendilerinden daha küçük olan aminoasit, yağ asidi ve monosakkaritlere ayrışır. 

7

8

9 Biyogaz Bileşimi Genellikle üretilen biyogazın bileşiminde %52 oranında metan gazı (CH4) , %45 oranında ise karbondioksit (CO2) ve %2’lik kısım ise hidrojen sülfür (H2S), oksijen (O2), azot (N2), hidrojen (H2) ve karbon monoksit (CO)’ten oluşur. Biyogaz bileşimindeki metanın yanıcı etkisi yüzünden enerji açısından değerli bir gazdır. Yine içerisindeki hidrojen sülfürün su ile karışımı sonucunda oluşan asidin korozif etkisinden dolayı üretim tesislerinde dikkat edilmesi gereken bir gazdır. Ayrıca, hidrojen sülfürün insan sağlığı için zehirleyici etkisi de vardır. Metan gazı normalde renksiz ve kokusuz bir gaz olmasına rağmen biyogaz içeriğindeki hidrojen sülfürden dolayı çürük yumurta gibi kokar. Biyogaz içeriğindeki hidrojen sülfürün oranı artıkça bu koku keskinleşmektedir.

10 Biyogaz Kullanım Alanları
Biyogaz, doğalgazın kullanım alanlarıyla  paralel olarak kullanılabilen bir enerji kaynağıdır. Biyogaz kullanım alanları aşağıdaki gibi sıralanabilir, Doğrudan yakarak ısınma ve ısıtma, Motor yakıtı olarak kullanımı suretiyle ulaşım Türbin yakıtı olarak kullanımı ile elektrik üretimi, Yakıt pillerinde kullanımı, Mevcut doğal gaza katılarak maliyetlerin düşürülmesi, Kimyasal maddelerin üretimi sırasında biyogaz kullanımı

11 Biyogaz üretim kaynakları
Biyogaz üretimi için çürüyebilen organik hammaddeler kullanılır ve bunlar tarımsal faaliyetlerden, evsel atıklardan ve endüstri kaynaklı atıklardan gelen organik atıklar olarak üç kategoride sınıflandırılabilir. Tarımsal faaliyetler sonucu bitkisel ve hayvansal atıklar açığa çıkmaktadır. Tarımsal atıklar: buğday, arpa, çavdar, yulafın sap ve samanı, mısır silajı, şeker pancarı atıkları, küspe atıkları, çimen v.b. Hayvansal atıklar: büyükbaş, küçükbaş, kümes hayvanı ve domuz gübresi v.b. Evsel organik atıklar: Yemek atıkları, meyve ve sebze atıkları ve diğer yeşil atıklar. Endüstri atıkları: Yulaf posası, nişasta atıkları, peynir altı suyu, zeytinyağı işleme artıkları, zeytin küspesi, meyve posası (meşrubat sektörü), meyve ve sebze artıkları, mutfak atıkları, mezbaha atıkları, arıtma çamurları, hayvansal yan ürünler v.b.

12

13 Biogaz üretiminin dezavantajları
Atıklarda bulunması muhtemel, hastalık üreten (patojen) bakteriler nedeniyle, atıkların taşınma ve depolanma süresince hijyen koşullarına dikkat edilmelidir. Tesis işletimi sırasında oluşan biyogaz, yanıcı ve patlayıcıdır. Sistem işletim şartlarının çok dikkatli seçilmesi ve kontrolünün düzenli yapılması gerekir Fermantasyon sonrası oluşan çürütülmüş atığın, gübre olarak kullanılması durumunda, su ve toprakta kirliliğe neden olmaması için, azot içeriğine dikkat edilmelidir.

14 Hammadde Biogaz Eldesi Oranı

15 Aşağıdaki resimde ülkemizdeki hayvansal atıkların dağılımı gösterilmiştir.

16 Türkiye’de Biyogaz Tesisleri
Ülkemizde Türk-Alman projesi kapsamında faal olarak 78 adet biyogaz tesisi bulunur. Bu tesisler ve planlanma aşamasında ki tesisler aşağıdaki resimde görülmektedir. Dünyada ise ABD, Çin, Hindistan, Japonya gibi ülkeler bu enerji kaynağını kullanır.

17 Türkiye’nin 2017 İtibariyle Bulunan Biyogaz Tesisleri

18 Biyogaz Tesislerinde Isı ve Elektrik Üretimi
Biyogazdan enerji üretim tesisleri; Biokütlenin reaktörlerle biyogaza dönüştürüldüğü ve ardından elektrik ve ısı üretilen tesislerdir. Biyogaz hava geçirmeyen, adyabatik ve kapalı bir sistem olan biyogaz reaktörlerinde üretilir. Biyogazın eldesi için oldukça uygun bir ortamdır.  Biyogaz tesislerinde genellikle 3 tip reaktör bulunur bunlar; Balon, kule, çadır tipleridir.

19 BİYOGAZ KULLANIMININ ÜSTÜNLÜKLERİ;
Çevre dostudur, Yenilenebilir bir enerji kaynağıdır, Son ürünü organik açıdan zengin gübredir, Az maliyetli atık yönetimi imkanı sağlar, Kırsal kesimin gelişmesine olanak sağlar, Sera gazlarının salınımını azaltır, Endüstriyel gelişimle birlikte yeni istihdam alanları yaratır.

20 Tesislerde Biyogaz Üretiminde Etkili Olan Faktörler
Biyogaz tesisinde kullanılacak materyal ile ilgili etmenler; Materyalin cinsi ve içeriği Kuru madde ve organik madde oranı Partikül büyüklüğü Biyogaz sistemindeki fermantör ile ilgili etmenler;

21 Biyogaz sistemindeki fermantör ile ilgili etmenler;
Fermantörün yapıldığı malzeme Fermantörün boyutları ve hacmi Fermantörün bulunduğu yer Karıştırma, yükleme ve boşaltma sisteminin özellikleri Isıtma sistemi ve yalıtım özellikleri

22 İşlem süreci ile ilgili etmenler;
Uçucu madde oranı Organik kuru madde oranı Hidrolik yükleme oranı Fermantasyon sıcaklığı Bekleme süresi

23

24 BİYODİZEL NEDİR ? Ayçiçek, soya, kolza ( kanola), aspir gibi yağlı tohum bitkilerinden elde edilen yağların veya hayvansal yağların bir katalizör eşliğinde kısa zincirli bir alkol ile reaksiyonu sonucunda açığa çıkan ve yakıt olarak kullanılan bir ürün Biyodizel olarak adlandırılır. Evsel kızartma yağlarıve hayvansal yağlar da biyodizel hammaddesi olarak kullanılabilir. Enzimatik ve süper kritik yöntemle de biyodizel elde etmek mümkün olmasına rağmen Biyodizel üretiminde kullanılan en yaygın yöntem çevirici yöntemidir

25

26 BİYOGAZ Tesisi nasıl planlanmalı
Isıtma ihtiyaçları Uygun hammadde miktarı Karıştırma ihtiyaçları Hammaddenin cinsi ve özellikleri Kullanılacak malzeme ve ekipmanların cinsi Tesisin kurulacağı yerin seçimi Biyogazın depolanması ve dağıtımı Biyogazın taşınması, tesisten çıkan biyo gübrenin depolanması, tarlaya taşınması ve dağıtımı

27 Almanya’da bulunan T-ENERGY Şirketi

28 Bir biyogaz tesisi kurulmasının ortalama maliyetİ nedir ?
1 megawatt biyogaz tesisinin ortalama maliyeti kullanılan atığa göre, milyon Euro arasında değişiyor.(biogazder başkanı) Enfaş Çevre Teknoloji ve Regülasyon Yöneticisi Serkan Anacak Avrupa birliği ülkelerinde endüstriyel biyogaz tesisi kurulum maliyetleri ortalama Euro/kilowatt/saat aralığındadır. Bu fiyat tesis büyüklüğüne göre, tesis teknolojisine göre değişmektedir. Almanya’da farklı teşvik koşullarına göre biyogaz tesislerinden üretilen elektriğin garanti alış fiyatının cent/kilowatt/saat aralığında olduğu düşünüldüğünde, geri dönüş süresi 5-7 yıl aralığındadır. Maliyetlerin düşürülmesi amacıyla, yerli üretim desteklerinin gerçekçi ve uygulanabilir olması gerekmektedir. Ayrıca, tesis sahibi işletmelerden görüş ve öneri alınması, yeni yapılacak olan tesislerin yatırım maliyetlerinin düşürülmesinde katkı sağlayacaktır.

29 Türkiye'de Enerji Dağılımı

30 Dünyadaki Biyogaz Üretimi Ve Kullanımı
Dünyada biyogaz üretim ve kullanımı giderek gelişmektedir. Hayvan gübresinden elde edilen biyogazın tesis oranları dikkate alınırsa Dünyadaki tesislerin; %80'i Çin'de %10'u Hindistan’da, Nepal ve Tayland'ta bulunmaktadır. Avrupa'nın hayvan gübresi ile elde ettiği biyogaza ve tesis sayısına bakılacak olursa bu noktada Almanya 2,200 tesis ile en fazla üretim yapan ülke konumundadır. Bu ülkeyi 70 tesis ile İtalya takip etmektedir. Almanya'da biyogaz tesislerinin yapımı 1993 yılından itibaren artmış ve yine aynı yıldan günümüze kadar 139 tesisten 2,200 tesise kadar artmıştır. Bir örnek olarak Almanya’da ki tesis sayısının yıllara göre değişimi grafikteki gibidir.

31 Almanya’da geliştirilen teknoloji ile biyogaz doğalgaza çevriliyor ve bu şehir şebekelerine veriliyor. Almanya’da şu anda biyogazın elektrik üretimindeki payı yüzde 1,5 civarında. Yılda 5 milyar kWh elektrik üretiliyor yılındaki hedef, biyogazın elektrik üretimindeki payını % 17’ye, yıllık milyar kWh’a çıkarmak.

32 Türkiye de Biyogaz Teşviki
1MW kurulu gücün altındaki tesisler için lisans alma mecburiyetinin kaldırıldığını, mevcut işletmelerine tesis kuran firmaların kendi elektriklerini üretebileceklerini belirterek, fazlasını da Yenilenebilir Enerji Kanunu'nun gereği 13.3 dolar/centten dağıtım şirketlerine satabilecekleri söylendi. Elektrik üretene 400 bin TL'ye kadar hibe Yatırımcıların yararlanabilecekleri desteklere ilişkin olarak Ali Denizsel, su bilgileri verdi: "Kalkınma ajanslarını devreye alarak lisansız elektrik üreteceklere yüzde 50'ye kadar mali hibe verilmekte. Gıda, Tanım ve Hayvancılık Bakanlığı kırsal kalkınma programını devreye alarak lisansız elektrik üreteceklere 400 bin TL'ye kadar hibe vermekte. AB Kırsal Kalkınma Hibe Destekleri Programı iyileştirilerek kamu ve tüzel kuruluşlar ile kooperatiflere yüzde 50 hibe verilmekte.

33 Değişik Ülkelerde Biyogaz Enerjisinden Yararlanma Durumu
Hindistan: Biyogaz teknolojisinde, öncü ülkelerden birisidir. Bu konudaki çalışmalara, 1930’ lu yıllarda başlamış ve 1980 yılına kadar ülkede, adet aile konutunda biyogaz tesisi kurulmuştu. Bu sayının, Beş Yıllık Kalkınma Planı sonu olan 1985’te 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.

34 Çin: Biyogaz tesislerinin kurulması ve kırsal kesime yaygınlaştırılmasında, öncü ülkelerden bir diğeridir. Başta Seçuan eyaletinde bulumaktadır. Kore Cumhuriyeti: Biyogaz üretim çalışmalarına 1969’da başlamış ve geliştirici yoğun çalışmaları devam etmektedir.

35 BOLU BELEDİYESİ KATI ATIK DEPOLAMA ALANINDAN (ÇÖP BİYOGAZ) ENERJİ ÜRETİM TESİSİ PROJESİ

36 KATI ATIK DEPOLAMA ALANINDAN ENERJİ ÜRETİM TESİSİ PROJESİ
Başlangıçta 1,1 MW kapasiteyle, 5 Milyon  KWh/yıl elektrik üretimi gerçekleşmesi hedeflenmekte olup, tesis kapasitesinin rehabilitasyon sonucu kademeli olarak arttırılması planlanmaktadır.

37 KATI ATIK DEPOLAMA ALANINDAN ENERJİ ÜRETİM TESİSİ PROJESİ
UYGULAMA YAPILMADAN ÖNCEKİ MEVCUT DURUM Projeye başlanmadan önce deponi sahasındaki düzenlemeler çevresel tedbirler alınarak yapılmış olsa da düzenli depolama ve ayrıştırma işlemleri gerektiği gibi yapılmamaktaydı.

38 SONUÇ Biyogaz yaygınlaşması gereken bir enerji kaynağıdır. İlk yatırım maliyeti genel olarak RES ve GES ’lerden kısmen düşük olup kendilerini kısa sürede amorti etmektedir. Ülkemiz hayvansal ve bitkisel atık yönünden çok zengindir. Gerek hayvancılık gerekse tarımsal üretim oldukça yüksektir. O halde bu enerji kaynağından ısı ve elektrik üretiminin ülkemizde yaygınlaşması enerji açığımızı kapatmamızda önemli bir etken olacaktır. Özellikle ısınmamızı ithal ettiğimiz doğal gazdan karşıladığımız günümüzde biyogaz hem dışa bağımlılığımızı azaltacak hem de temiz bir çevre sağlayacaktır.

39 KAYNAKÇA ALİ DENİZ,BİODER ,BİOGAZ NEDİR ANLATIMI(2009)
BİYOGAZ SEKTÖRÜ  BİOGASS TEKNOLOJİLERİ

40 Teşekkürler…