Biyogaz Kojenarasyonu Nasıl Çalışır ve Uygulama Alanları Nelerdir?

6 Dakika Okuma

“Biyogaz nedir?” sorusunun cevabı organik maddelerin oksijen bulunmayan ortamda biyolojik yakımı sonucunda ortaya çıkan yanıcı bir gaza denir. Biyogaz üretim süreçlerinde çoğunlukla hayvansal atık veya insan atığı, bitki artıkları, biyokütle gibi organik maddeler, kanalizasyon ve atık suları veya çöp olarak sınıflandırdığımız katı atık çeşitleri kullanılır. Biyogazın ana bileşenleri yüzde 35 oranında olan karbondioksit ve yüzde 60 oranındaki karbondioksitten 20 kat daha fazla küresel ısınma kapasitesi barındıran bir karbon gazı olan metandır. Biyogaz içeriğinde yüzde 2’nin aşağısında hidrojen, 10 ile 100 ppm aralığında karbonmonoksit, yüzde 4’ün aşağısında azot ve kullanılan materyale bağlı kalarak 100 ile 5000 ppm (milyonda bir birim) arasında hidrojen sülfür bulundurmaktadır.

Kojenerasyon santral sistemleri ile 7 bin 200 inek atığı, 1 milyon 400 tavuk atığı, 5 bin dekarlık alanda ekilmiş mısır, 500 bin nüfusa sahip kentin atık suyu veya 125 bin nüfuslu bir şehrin katı atıklarından saatte yaklaşık olarak 1 MegaWatt elektrik gücü üretilebilmektedir. Yenilenebilir enerji kaynaklarının elektrik enerjisi üretimi maksatlı kullanımına ilişkin kanunda belirtildiği üzere biyokütleden ve çöpten elde edilen gazlardan üretilen enerji yenilenebilir enerji olarak tanımlanmaktadır.

Hayvansal atıklar ve bitki artığı uygulamaları: Biyogaz organik maddelerin çürütülmesi veya fermantasyonuyla üretilir. Esas madde yaygın olarak çamur veya katı haldeki atıktır. Yenilenebilir işlem görmemiş maddeler ya da gıda endüstrisi atıkları çoğunlukla kofermantasyon amacıyla kullanılır. Bu yollarla üretilen gazın yüzde 50 ile 70’i arasındaki kısmı yüksek kaliteli bir yakıt olan metandır.

Biyogaz santrallerinde çeşitli uygulamalar mevcuttur. Bazı sistemler tamamen çamur veya katı haldeki atıkla çalışırken, diğerleri sadece yenilenebilir işlenmemiş maddeleri kullanabilir. Ancak sıklıkla, sözü geçen organik maddelerin karışımları kullanılır. Biyogaz motorlu kojenerasyon santral sistemlerinin çalışma şekli basit olduğu kadar fazlasıyla proses mühendisliği içermektedir. Organik maddenin fermantasyonu ile biyogaz üretilir ve toplanır. Üretilen elektrik enerjisi tesis içinde tüketilebileceği gibi de satılabilir. Isı enerjisi ise fermantasyon prosesinin değişken olmayan bir sıcaklıkta tutulması için kullanılabilir. Kullanılamayan fazla ısı enerjisi, aynı tesis içerisinde veya koşu olan tesislerde ısıtma amacıyla değerlendirilebilir. Biyogaz reaktör çıkışındaki ayırıcıyla sıvısı alınan kompost ise, oksijenli çürütücü ve kurutma vs. işlemleri sonrasında yüksek kaliteli gübre olarak kullanılabilir.

Kanalizasyon gazıyla olan uygulama: Kanalizasyon gazı aracılığıyla ısı ve elektrik enerjisi elde eden santral sistemleri, kanalizasyon suları ve atık suların bedelsiz olarak ve yerinde değerlendirilmesinde en ekonomik yollardan birisidir. Kanalizasyon atığından mevcut sistemler ortalama olarak 1 kiloWatt elektrik enerjisi ve 1,2 kiloWatt ısı enerjisi üretebilmektedir. Verimli ve doğa dostu olarak üretilen elektrik enerjisi, santralde kullanılabileceği gibi şebekeye de satılabilir. Motorda yanma işlemi sırasında ortaya çıkan ısı enerjisi, çürütücüdeki kanalizasyon çamurunun veya tüm tesisin ısıtmasında kullanılabilir. Büyük boyutlu santrallerdeki egzoz ısısından üretilen aşırı yüksek sıcaklık, kanalizasyon çamurunun pastörizasyonu veya kurutulması için kullanılabilmektedir.

Çöp gazı uygulaması: Depolama alanında biriktirilen atıklardan geneli metan ve karbondioksit olan bir gaz üretilir. Üretilen gaz, bağlantı boruları ve gaz kuyuları vasıtasıyla depolama haznesinden çekilerek gaz kompresör istasyonunda gerekli birincil basıncı üretmek için hazırlanır. Gazın metan içeriği yüzde 40’ın aşağısındaysa, 1200 derecedeki yüksek sıcaklıklı yanma bacasında yakılır ve metanın doğrudan doğaya salınımı önlenir. Gazda bulunan metanın ölçüsü yüzde 40 veya üstünde ise, içerikte olan hidrojen sülfür desülfürizasyon sisteminde ayıklanmasından sonra, gaz motora gönderilerek kojenerasyon santralinde elektrik ve ısı enerjisi elde edilir. Katı atıkları etkisiz hale getiren tesislerdeki kojenerasyon santrallerinde üretilen elektrik enerjisi, alım teşviki olması sebebiyle çoğunlukla şebekeye satılır. Gaz kapasitesinin 10 yıllık çalışma zamanı sonunda tüketilerek bitmesi yüzünden, gazın pratik ve ekonomik kullanımı kısıtlı olmaktadır. Toplanan çöplerde organik artıkların kalitesinin fazla olması verimlilik açısından önem bir yere sahiptir. Çöp gazı kojenerasyon santralleri çöplerin depolandığı sahadaki kötü kokuların verdiği rahatsızlığı düşürür, yangın ve patlama riskini engeller, gaz sızıntısının önüne geçer.

KAYNAKÇA:

cambodia.usembassy.gov
https://www.mtu-solutions.com/eu/en/casestudies/powergen/biogas_plant_in_loeningen_with_mtu_engines_in_long-term_trial_guaranteed_prices_for_operators_of_a_combined_heat_and_power_system.html

İlginizi çekebilecekler diğer içerikler