Biyogaz, organik maddenin anaerobik sindirimi ile üretilen yenilenebilir bir enerji kaynağıdır, örneğin:
- tarımsal atıklar,
- gübre
- belediye atıkları,
- bitki materyali,
- Kanalizasyon
- yeşil atık,
- gıda atıkları veya
- amaç için özel olarak yetiştirilen mahsul.
Mikroorganizmalar, organik materyali metan (CH4) ve karbondioksitten (CO2) oluşan nihai bir ürüne parçalayarak oksijensiz bir ortamda biyogaz üretir. Nihai ürünün yararlı birincil bileşeni metandır.
Biyogazın tarihçesi #
Tarihi çok eskilere dayanmaktadır. Kaydedilen ilk kullanım, MÖ 10. yüzyılın başlarında gerçekleşti. O zamanlar, çürüyen organik maddelerden elde edilen biyogaz, banyo suyu için ısı sağlıyordu. 17. yüzyıla gelindiğinde, Flaman bir kimyager olan Jan Baptista Van Helmont, çürüyen organik maddenin yanıcı gazlar ürettiğini belirtti. Ancak, arkasındaki bilimin şekillenmeye başlaması 19. yüzyıla kadar değildi.
1808 yılında Sir Humphry Davy, sığır gübresinin anaerobik sindirimi ile üretilen gazlarda metanın bulunduğunu gösterdi. Bu keşif, daha fazla araştırma ve geliştirmenin yolunu açtı. Modern anlamda ilk pratik kullanım 1895 yılında İngiltere’nin Exeter kentinde gerçekleşmiştir. Kanalizasyon arıtımından toplanan biyogaz, sokak lambalarını yaktı.
20. yüzyıl, teknolojide önemli ilerlemeler gördü. Hindistan ve Çin önemli bir rol oynadı, biyogaz tesisleri kırsal enerji altyapılarının önemli bir parçası haline geldi. Hindistan’ın Kadı ve Köy Endüstrileri Komisyonu, 1960’lardan itibaren kırsal alanlarda teknolojinin teşvik edilmesinde çok önemli bir rol oynadı. Çin de, 20. yüzyılın sonlarında ülke genelinde milyonlarca küçük ölçekli tesisle sonuçlanan büyük bir program geliştirdi.
Teknik yönler #
Biyogaz üretimi, bir dizi karmaşık biyokimyasal reaksiyonu içerir. Genellikle dört aşamaya ayrılırlar: hidroliz, asidogenez, asetogenez ve metanojenez.
- Hidroliz: Bu aşamada, karbonhidratlar, proteinler ve yağlar gibi karmaşık organik moleküller, hidrolitik enzimler tarafından daha basit şekerlere, amino asitlere ve yağ asitlerine parçalanır.
- Asidogenez: Hidroliz ürünleri daha sonra asidojenik bakteriler tarafından uçucu yağ asitlerine, alkollere, hidrojene ve karbondioksite dönüştürülür.
- Asetogenez: Bu ara aşamada, asetojenik bakteriler ayrıca uçucu yağ asitlerini ve alkolleri asetik asit, hidrojen ve karbondioksite dönüştürür.
- Metanojenez: Son olarak, metanojenik arkeler asetik asit, hidrojen ve karbondioksitten metan ve karbondioksit üretir. Bu aşama, üretim sürecinin verimliliğini ve çıktısını belirlediği için çok önemlidir.
Sabit kubbeli, yüzer tamburlu ve tapa akışlı reaktörler gibi çeşitli biyogaz tesisleri konfigürasyonları mevcuttur. Bu bitkilerin ölçeği küçük ev birimlerinden büyük endüstriyel sistemlere kadar değişebilir. Tasarım seçimi, hammaddenin mevcudiyeti, iklim koşulları ve kullanım amacı gibi faktörlere bağlıdır.
Üretilen biyogaz genellikle doğrudan yemek pişirme, ısıtma ve aydınlatma için kullanılır. Alternatif olarak, yanmalı motorlar veya türbinler onu elektriğe dönüştürür. Anaerobik çürütme, yan ürün olarak çürütme üretir. Digestate besin açısından zengindir, yüksek kaliteli bir organik gübredir.
Daha fazla biyogaz mı? #
Ham biyogazın ilginç bir özelliği, hem karbondioksit hem de metan içermesidir. Karbondioksit, ek hidrojen ve GRZ’nin UPSOM reaktörü gibi bir sistem kullanılarak daha fazla metana dönüştürülebilir.
Sonuç olarak, biyogaz teknolojisi, atıkları yönetmek ve yenilenebilir enerji üretmek için sürdürülebilir bir yol sunar. Günümüzde, biyogaz üretim tekniklerinde devam eden gelişmeler ve fosil yakıtların kullanımı ile ilgili çevresel kaygılar artmaktadır.
Bu nedenle, biyogaz muhtemelen küresel enerji ortamında önemli bir rol oynamaya devam edecektir.
