ENERJİ GEREKSİNİMİ İÇİN BİYOKÜTLE

Bu yazı, Orman ve Av Dergisinin 2011 yılı 4. sayısında yayımlanmıştır; kaynak gösterilerek yararlanılabilir.

Yaşayan ya da çok yakın zamana kadar canlılığını sürdüren canlılardan elde edilen enerji deposu biyokütle, katı, sıvı ya da gaz olarak kullanılmaktadır. Yakacak odun, yonga, briket, pelet ve talaş biyokütlenin katı çeşitlerine; biyoyakıt (biyoetanol, biyobütanol, biyodizel), biyokütlenin sıvı çeşitlerine ve biyogaz da biyokütlenin gaz çeşidine örnek verilebilir. Sürekli artan enerji fiyatları ve çevreyle dost yenilenebilir enerji kaynakları kullanılması doğrultusunda gelişen kamuoyu, biyokütlenin önemini artırmaktadır.

Kimi tarımsal ürün ve yan ürünler ile ormanlar, temel biyokütle kaynakları olarak kabul edilmektedirler. Her ne kadar biyoyakıtların benzin ve motorine göre % 65 – 140 daha az sera gazı yaydıklarına¹² ilişkin veriler olsa da her tür biyokütle kaynağının, enerji eldesi için kullanımının çevre için yararlı olmak bir yana, neredeyse taşıl yakıtlar kadar zararlı olabileceği de belirtilmektedir¹¹.

Dünya üzerinde yer alan karasal biyokütlenin yaklaşık % 90’ının ormanlarda gövdeler, dallar, yapraklar, kökler ve döküntü maddeleri ile yaşayan hayvanlar ve mikroorganizmalardan oluştuğu belirtilmekte ve dünya ormanlarının biyolojik üretiminin yılda yaklaşık 50 x 10⁹ ton olduğu ve bunun yalnızca küçük bir bölümünün yapacak odun olduğu tahmin edilmektedir⁶. Böylesi büyük bir biyokütle miktarı kimi çevrelerce bitmez tükenmez bir kaynakmışçasına sunulmaktadır. Bu yöndeki pazar oluşturma çalışmaları sürerken, orman biyokütlesinin ormandan uzaklaştırılmasının, orman ekosistemindeki besin maddeleri miktarı ve besin zincirinde yaratacağı eksiklik ile yaban yaşamı ve taban suyu düzeyi üzerindeki etkileri dikkatle değerlendirilmelidir.

Çağdaş enerji ormancılığı ile hızlı büyüyen yapraklı ağaç türlerinden oluşturulan baltalıklardan yılda hektarda ortalama 20 ton odun üretilebilirken ülkemizdeki bozuk baltalıklarda bu miktar 150 kg’ a kadar düşebilmektedir⁴. Bununla birlikte, yakacak odun, Türkiye’nin beşinci en büyük enerji kaynağı olup orman içinde ve bitişiğinde yaşayan yaklaşık 7,8 milyon orman köylüsünün ise birincil enerji kaynağıdır⁷.

Isınma ve yemek pişirme, su ısıtma vb gereksinimler için kullanılan verimsiz yakma düzeneklerine bir de yetersiz konut yalıtımı eklenmektedir. Böylece temel enerji gereksiniminin karşılanması için gereğinden çok fazla doğal kaynak, heba edilmektedir. Son yıllarda özellikle orman köylerinden kent merkezlerine göçler ve bunun ormanlar üzerindeki insan baskısını azaltıcı etkileri, özellikle taşrada çalışan meslektaşlarımızca, ülkemizin hemen her bölgesinde gözlenmektedir. Bu gözleme koşut olarak, ülkemizde 2000 – 2009 yılları arasındaki 10 yıllık dönemde, usulsüz ağaç kesiminde ~% 56 (2000 yılı: 43 928 m³, 2009 yılı: 18 915 m³) oranında düşüş gerçekleşmiştir⁸. Bu oran, dünya ortalaması olan % 22’ nin oldukça üzerindedir⁹. Yine de birincil enerji kaynağı odun olan köylerimizde, halen odun olarak ve oldukça verimsiz kullanılan biyokütle enerjisinin verimliliğini artırma ve diğer yenilenebilir enerji kaynaklarıyla çeşitlendirme yolları aranmalıdır.

2050 yılına dek dünya genelinde biyoyakıt üretiminde kullanılan yağ bitkilerine talebin artacağı öngörülmektedir. Bu talep artışının, yasal ve yasa dışı saldırılarla gün geçtikçe nitelik ve nicelik yitiren orman alanlarına, ciddi bir ek baskı oluşturabileceği de belleklerden çıkarılmamalıdır¹⁰.

Biyokütle enerjisinin kullanımı yaygınlaştıkça, bu alandaki araştırma ve geliştirme çalışmaları da artmaktadır. Biyokütle enerjisinin eldesini kolaylaştıracak yeni bulgu ve tekniklerden birkaçı aşağıda sıralanmıştır.

1- Etanol ve metan, denizel ve karasal kökenli karbonhidratça zengin biyokütlenin ayrıştırılması yoluyla üretilebilen alternatif enerji kaynaklarıdır. Selüloz içeren odun atıkları da bu anlamda potansiyel kaynaklardan sayılmaktadır. Ancak bulundukları organizmalara dayanıklılık ve sertlik veren selülozun olağan enzimlerce parçalanması da oldukça güç ve yüksek maliyetlidir. Yeni bulunan “Oxidohydrolases” adlı bir enzim, bu parçalamayı daha düşük maliyetle ve daha kolayca yapabilmektedir¹.

2- Oduna sağlamlık ve sertlik veren lignin maddesi de özellikle biyoetanol üretiminde şekerin ayrıştırılmasını zorlaştırmaktadır. Yeni yayımlanan bir araştırmada, toprakta yaşayan bir bakteri türü olan Rhodococcus jostii genomunda, lignin ayrıştıran genin tanımlandığı belirtilmektedir⁵. Daha önce mantarlarda tespit edilmiş olan bu tip bir genin bir bakteride bulunması, bu enzimden kolayca ve çok büyük miktarlarda üretilebileceği anlamına gelmektedir. Bu enzimin kullanımı, yalnız biyoyakıt açısından değil, kâğıt iş kolu bakımından da büyük kolaylıklar getirebilecektir. Tomruk üretim artıkları ve dal parçalarının, selülozu daha hızlı parçalayan yeni bulunan bu enzim sayesinde artık ucuz biyoyakıt hammaddesi olarak değerlendirilebileceği belirtilmektedir¹.

3- RTP (Rapid Thermal Process / Hızlı Isıl İşlem) adı verilen yöntem ile ormancılık çalışmaları sonrasında oluşan atık selülozik hammaddenin hızlı ve düşük maliyetle piroliz (ısıl bozundurma)* yağına dönüştürülmesi olanaklı. Oksijensiz ortamda ve akışkan yatakta yaklaşık 500 °C’ a kadar ısıtılarak buharlaştırılan ve hızla soğutulan atıklar, iki saniyeden daha kısa sürede, ağırlıkça % 65- 75 oranında piroliz yağına dönüştürülebilinmektedir².

Aşağıdaki çizelgede odun ve kabuk için ölçülen piroliz yağı verimleri ve brüt enerji değerleri gösterilmektedir.

() Isıl Bozundurma (Piroliz): Organik maddelerin oksijensiz ortamda ısıtılarak gaz, katı veya sıvı ürünlere ayrılması işlemidir. (*)MJ (Megajül): Bir milyon jüle eşdeğer enerji birimidir. Yaklaşık olarak 160 km/sa hızla giden bir ton ağırlığındaki bir aracın kinetik enerjisine eşdeğerdir.

Biyokütleden üretilmesi nedeniyle karbon salımını artırmayan bu yakıt, sanayi ısıtmasında ya da elektrik üretiminde kullanılabildiği gibi geliştirilmesi durumunda taşıt yakıtı olarak da kullanılabilecektir³.

KAYNAKLAR

1. The Research Council of Norway (2010, October 18). From biomass to ethanol and methane: New enzyme may lead to cheaper biofuel.
2. International Forest Industries (2011, Issue 19). Biomass Technology
   International Forest Industries, (2010 – Issue 18)
3. http://www.envergenttech.com/faq.php?faq=1#specQ1
4. DANIŞMAN, F., USLU, M., Kırsal Çevre Yıllığı (2009). Güneş Enerjisi ile Ormanlarımızı Koruyalım.
5. Mark Ahmad, Joseph N. Roberts, Elizabeth M. Hardiman, Rahul Singh, Lindsay David Eltis, Timothy David H. Bugg. Identification of DypB from Rhodococcus jostii RHA1 as a Lignin Peroxidase. Biochemistry, 2011; : 110502115958058 DOI: 10.1021/bi101892z
6. SARAÇOĞLU, N., Kırsal Çevre Yıllığı (2009). Biyokütle, Biyoenerji ve Enerji Ormanlarının Küresel Önemi
7. GÖSTERİT, A., GÜREL, F., Orman ve Av (2011-Sayı 2). Orman Arıcılık İlişkisi … .
8. OGM, Ormancılık İstatistikleri (2009)9.
9. FAO, World agriculture: towards 2030/2050, Interim Report (June, 2006)
10. James R. STRİTTHOLT, Ph.D., Jocelyn TUTAK, M.E.M. Assessing the Impact of Ecological Considerations on Forest Biomass Projections for the Southeastern U.S. (2009)
11. Lund University (2010, September 20). Swedish biofuels do have major benefits for the climate.