Download - MİKROALGLERDEN BİYODİZEL ÜRETİMİ (WORD)
T.C.
ESKĐŞEHĐR OSMANGAZĐ ÜNĐVERSĐTESĐ
MÜHENDĐSLĐK-MĐMARLIK FAKÜLTESĐ
KĐMYA MÜHENDĐSLĐĞĐ BÖLÜMÜ
151615398 YEŞĐL VE SÜRDÜRÜLEBĐLĐR KĐMYA VE MÜHENDĐSLĐK
DERSĐ 2011-2012 GÜZ YARIYILI ÖDEVĐ
MĐKROALGLERDEN BĐYODĐZEL ÜRETĐMĐ
ÖDEV GRUBU:
151620091060 PINAR ULUDAĞ
151620091051 BĐLGE ŞAVK
151620091044 GÜRCÜ ÖZKOL
ÖĞRETĐM ÜYESĐNĐN ADI: Yrd.Doç.Dr. LEVENT HOŞGÜN
TESLĐM TARĐHĐ: 21.12.2011
ARALIK-2011
- 1 -
ĐÇĐNDEKĐLER Sayfa No
1.ÖZET ............... .................................................................................................... 3
2. GĐRĐŞ ................................................................................................................... 3-4
3. ALTERNATĐF ENERJĐ KAYNAKLARI VE UYGULAMALARI ............. 4-14
3.1. ALTERNATĐF ENERJĐ KAYNAKLARI
3.1.1. Alternatif Enerji Kaynaklarının Önemi
3.1.2. Yeni ve Yenilenebilir Enerji Kaynakları
3.1.3. Türkiye’nin Enerji Durumu
3.2. BĐYODĐZELĐN TANIMI VE TÜRKĐYE'DEKĐ UYGULAMALARI
3.2.1. Biyodizelin Tanımı
3.2.2. Biyodizelin Kullanım Alanları
3.2.3. Biyodizelin Dünyadaki Durumu
3.2.4. Biyodizel ve Türkiye’deki Uygulamaları
4. BĐYODĐZEL ........................................................................................................ 14-23
4.1. BĐYODĐZELĐN ÖZELLĐKLERĐ
4.2. BĐYODĐZEL ÜRETĐMĐ
4.2.1. Biyokütlenin Elde Edilmesi
4.2.2. Kurutma Đşlemi
4.2.3. Uygun Çözücü ile Yağın Ayrıştırılması
4.2.4. Transesterifikasyon
4.2.5. Dinlendirme (Çöktürerek Ayırma) Đşlemi
4.2.6. Alkol Bertarafı ve Nötralizasyon
4.2.7. Yıkama ve Kurutma
- 2 -
4.3.BĐYODĐZEL ÜRETĐMĐNDE KULLANILAN ÜRÜNLER, ÖZELLĐKLERĐ VE YAĞ
ĐÇERĐKLERĐ
5.MĐKROALGLER VE BĐYODĐZEL ÜRETĐMĐNDE BĐYOKÜTLE OLARAK
KULLANIMI ................................................................................................................. 23-31
5.1.MĐKROALG TANIMI VE BĐYOLOJĐK YAPISI
5.2.MĐKROALG ÇEŞĐTLERĐ
5.3.MĐKROALG ÜRETĐMĐ VE BĐYOKÜTLE ELDESĐ
5.3.1.Yetiştirme Havuzları (Raceway Ponds)
5.3.2.Fotobiyoreaktörler
5.4.MĐKROALGAL BĐYODĐZEL ÜRETĐMĐNĐN EKONOMĐK YÖNDEN ĐNCELENMESĐ
6. SONUÇLAR ............................................................................................................... 32
7.KAYNAKLAR ............................................................................................................. 33-34
EKLER
- 3 -
1.ÖZET
Son yıllarda dünya nüfusunun giderek artması ve bu nüfusun enerji ihtiyacını
karşılamak için aşırı derecede kullanılan fosil bazlı yakıtların yaydığı CO2 gazının atmosferde
birikimi sonucu karşı karşıya kalınan küresel iklim değişikliği yenilenebilir enerji
kaynaklarına yönelimi kaçınılmaz kılmaktadır. Bu açıdan yenilenebilir enerji kaynakları
arasında yer alan mikroalgal biyokütleden biyodizel üretimi yüksek potansiyeli olan bir
yöntemdir. Ancak yapılan araştırmalar mikroalgal biyokütleden biyodizel üretiminin ancak
fosil yakıt bazlı baca gazı içindeki karbondioksiti, atık su içindeki besin maddeleri ve doğal
ışık kaynağı olan güneş enerjisi kullanılarak ekonomik hale getirilebileceğini ortaya
çıkarmıştır. Yıllık olarak bölgelere göre 1200-2000 kWh/m2 güneş enerjisi alan Türkiye’de
de bu enerjiden faydalanılarak mikroalgal fotosentez ile biyokütle üretimi, yalnızca yeşil
enerji kullanımı ile çevreye verilen zararı azaltmakla kalmayıp, aynı zamanda proses sırasında
algler tarafında hammadde olarak kullanılan CO2 sayesinde ülkemizin karbon ayak izini de
büyük oranda küçültecektir.
2.GĐRĐŞ
Doğa ve evrenin ayrılmaz bir öğesi olan enerjinin tarihi bir bakıma insanlık tarihi
kadar eskidir. Enerji, dünyadaki gelişmenin büyük hedeflerine anahtar olmuş ve olmaya
devam etmektedir. Enerji tüketiminin hızla arttığı ve bu alandaki tüketimin yüksek boyutlara
ulaştığı günümüzde, insanın alışageldiği enerji kaynaklarının yakın bir gelecekte tükeneceği
gerçeğini, bilimsel bulgular ortaya koymaktadır.
Her yıl hızla artan küresel enerji ihtiyacı ile gün geçtikçe etkileri daha da fazla
hissedilmeye başlanan küresel iklim değişikliği sorunu arasında sıkışıp kalan küresel ve yerel
aktörler (ulusal hükümetler, sanayi kuruluşları ve örgütleri, tarım birlikleri vb.), günümüzde
artan çevre duyarlılığıyla birlikte yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımına daha fazla
öncelik vermeye başlamıştır.
Yeni ve yenilenebilir enerji kaynakları içinde en büyük teknik potansiyele biyokütle
sahiptir. Biyokütle biyolojik kökenli fosil olmayan organik madde kütlesidir. Ana bileşenleri
karbonhidrat bileşikleri olan bitkisel veya hayvansal kökenli tüm doğal maddeler biyokütle
enerji kaynağı, bu kaynaklardan elde edilen enerji ise biyokütle enerjisi olarak tanımlanır.
- 4 -
Uluslararası Enerji Ajansının (IEA) 2009 yılında yayınladığı küresel enerji raporunda
2007 yılında küresel elektrik enerjisi üretimi içerisindeki %18’lik payını 2030’da %22’ye
çıkaracağı öngörülen yenilenebilir enerji kaynakları, çevre dostu, yerel ve küresel karbon
dengesini koruyan özellikleri sayesinde geleneksel enerji türlerine karşı birer alternatif enerji
kaynağı olarak görülmekte ve teşvik edilmektedirler 2008 yılında toplam birincil enerji
tüketimi 106,3 milyon ton petrol eşdeğeri (tep), üretimi ise 29,2 milyon tep olarak gerçekleşen
Türkiye’nin enerji arzında %91,4'lük büyük bir pay ile doğalgaz, petrol ve kömür gibi fosil
yakıtlar yer alırken, sadece %8,6'lık bir kısım, hidrolik dahil olmak üzere, yenilenebilir enerji
kaynaklarından karşılanmıştır Birleşmiş Milletlere sunulan Sera Gazı Envanteri Raporları’na
göre Türkiye’nin sera gazı emisyonu, 1990 ile 2007 yılları arasında %118,8 oranında
artmıştır. 1997 yılında Birleşmiş Milletler Đklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi kapsamında
imzalanan ve 2005 yılında yürürlüğe giren Kyoto Protokolüne 2009 yılı Ağustos ayında taraf
olan Türkiye, bu hızlı artış oranı sebebiyle, protokolde 2012 yılı sonrası için öngörülecek
yükümlülükleri karşılayamama ve bunun sonucunda da ağır yaptırımlara maruz kalma riski
taşımaktadır . Gelecek yıllarda sera gazı azaltımı yönünde taahhütte bulunacak olan ülkemiz
tüm enerji politikalarını bu çerçevede şekillendirmek durumundadır. Bu açıdan enerji üretimi
alanında dışa bağımlılığı %73 seviyesinde olan Türkiye’nin hem arz güvenliğini arttırıcı hem
de daha çevreci bir enerji türü olan yenilebilir enerjiye yönelmesi kaçınılmazdır.[1]
3. ALTERNATĐF ENERJĐ KAYNAKLARI VE UYGULAMALARI
3.1. ALTERNATĐF ENERJĐ KAYNAKLARI
Ülkelerin gelişmişlik düzeyi ile enerji tüketimleri arasında doğru orantılı bir ilişki
vardır. Toplam ve kişi başına tüketilen enerji, bir ülkenin gelişmişlik derecesini belirlemede
en önemli kriterlerden biridir. Dünya'daki enerji tüketimi nüfus artışına,sanayileşmeye ve
teknolojik ilerlemelere bağlı olarak hızla artmaktadır. 21. yüzyılda enerji soğuran ülkeler
ortaya çıkmıştır. Ülkelerin ekonomik kültürel ve bilimsel seviyeleri, ürettikleri ve
kullandıkları enerji miktarına bağlıdır. 6 milyar nüfusu olan dünyamızda sanayi ülkelerinde
yaşayan 1 milyar nüfus toplam enerjinin %60'ını kullanırken, diğer ülkelerde yaşayan 5
milyar nüfus toplam enerjinin %40'ını kullanmaktadır. Bu oranlar enerjinin ülke kalkınması
için ne kadar önemli olduğunu açıkça ortaya koymaktadır [2].
- 5 -
Enerji kaynakları 2 grupta incelenir:
Fosil yakıtlar
● Kömür
● Petrol
● Doğal gaz
Yeni ve yenilenebilir enerji kaynakları
● Hidrolik (su)
● Güneş
● Rüzgar
● Jeotermal
● Biyokütle
● Nükleer enerji
● Yakıt hücreleri
● Hidrojen enerjisi
3.1.1. Alternatif Enerji Kaynaklarının Önemi
Dünya'da artan nüfusa bağlı olarak, enerji ihtiyacı her yıl yaklaşık %4-5 arasında
artmaktadır. Buna karşılık fosil yakıt rezervleri ise hızla azalmaktadır. Yapılan hesaplamalara
göre en geç 2030-2050 yılları arasında petrol, kömür, doğal gaz rezervleri tükenme
aşamasına gelecek ve ihtiyacı karşılayamayacaktır. Fosil yakıtların kullanımı dünya ortalama
sıcaklığını 500 bin yılın en yüksek seviyesine ulaştırmıştır. Bu durum son yıllarda yoğun hava
kirliliğine sel, fırtına ve doğal afetlerin hızla artmasına sebep olmaktadır. Yakın gelecekte
alternatif enerji kaynaklarına geçilmemesi durumunda birçok bitki ve hayvan soyu
tükenecektir. Alternatif enerji kaynaklarına geçilmesiyle, daha değişik dünya görüşü
hayatımıza girecektir. Sınırsız ve sorumsuz harcanan enerji tüketiminin yerini bilinçli,
çevreye saygılı ve ihtiyacı karşılamaya yönelik enerji tüketimi olacaktır. Böyle bir ortamda
refah düzeyini, en fazla enerji tüketen yerine, en verimli enerjiyi kullanan belirleyecektir [2].
3.1.2. Yeni ve Yenilenebilir Enerji Kaynakları
Hidrolik enerji
Suyun potansiyel enerjisinin kinetik enerjiye çevrilmesiyle elde edilen enerjidir.
Hidrolik enerji, kirlilik oluşturmaz, doğal kaynak kullanıldığından dışa bağımlı değildir.
- 6 -
Enerji ihtiyacında çok hızlı devreye girer ve acil durumlarda da hızlı devreden çıkabilir.
Yapılan yatırım enerji üretimi yanında, sulama amaçlı olarak da kullanılabilir. Hidroelektrik
santraller ilk yatırım maliyeti yönünden özel haller ve doğal gazlı santraller dışında termik ve
nükleer santrallerle rekabet edecek durumdadır. Đşletilmesi ekonomik ve çevreye zararı en az
olan santrallerdir. Bununla birlikte, bu enerji kaynağının yatırım maliyeti yüksek, inşaat süresi
uzundur ve aşırı yağışlardan olumsuz etkilenebilmektedir [2].
Güneş enerjisi
Güneş enerjisi, bilinen en eski birincil enerji kaynağıdır ve bütün enerji kaynakları
güneş enerjisinden türemiştir. Temizdir, yenilenebilir ve dünyanın her tarafında yeterince
vardır. Güneş'ten yeryüzüne 8 dakikada gelen enerji, tüm dünyada kullanılan enerji miktarına
karşılık gelir. Güneş enerjisi kesikli ve değişken, günlük ve mevsimlik değişimler gösterir.
Diğer kaynaklarla karşılaştırıldığında güneş enerjisinin yoğunluğu düşüktür. Güneş enerjisi
fotosentetik ve fotokimyasal olayları başlatmak için gereken özelliklere sahiptir. Yarı
iletkenlerde, fotoelektrik ve termoelektrik etkileri kullanılarak güneş enerjisini doğrudan
elektrik enerjisine çevirmek mümkündür. Güneş enerjisinden yararlanabilmek için ilk aşama,
bu enerjinin depolanmasıdır. Toplama işlemi, ısıl ve elektriksel yöntemle yapılmaktadır. Basit
ve ucuz olmasından dolayı toplama yöntemi tercih edilir [2].
Rüzgar enerjisi
Rüzgar enerjisi yenilenebilir enerji kaynakları içinde en gelişmiş ve ticari açıdan en
elverişli türdür. Bütünüyle doğa ile uyumlu, çevreye zarar vermeyen ve tükenme ihtimali
olmayan enerji kaynağıdır. Sera gazı emisyonlarını önlemenin ötesinde, rüzgar enerjisi civa,
kükürt, kükürt dioksit, ve azot oksit gibi zararlı fosil kirleticileri önler, hava ve suyun daha
temiz olmasını sağlar. Uygun rüzgar alanlarında fosil yakıtlar ve nükleer enerji ile rekabet
edebilir. Rüzgar teknolojisi ilerledikçe ve kullanım alanları genişledikçe maliyetleri
düşmektedir. Bu enerji kaynağının bazı dezavantajları da vardır. Türbin için geniş yer
gereklidir. Bu alanlar aynı zamanda tarım amaçlı olarak da kullanılabilir. Görsel ve estetik
açısından olumsuz, gürültülü ve çok az da olsa kuş ölümlerine sebep olabilirler. Rüzgar
enerjisi kaynağı doğal olsa da, rüzgarın tutularak enerjiye dönüştürülmesi için bir maliyet
gerekir. Rüzgardan verimli enerji eldesi rüzgarın hızına, esme süresine, seçilecek bölgenin
meteorolojik özelliklerine ve seçilecek türbin tasarımına bağlıdır. Uygun bölge seçimi,
ölçümler sonucu yapılan istatistiksel yöntemlerle hesaplanan kararlı rüzgar rejimlerine göre
yapılır. Rüzgarın sürekliliği, rüzgar hızı ve yön ölçümleri, topografik yapı ve arazi
- 7 -
pürüzlülüğü önemlidir [2]. Bandırma, Çanakkale, Đstanbul, Manisa, Çeşme ve Datça’da
rüzgar enerjisinden faydalanmak için rüzgar enerji santralleri kullanılmaktadır.
Jeotermal enerji
Yerkabuğunun çeşitli derinliklerinde birikmiş olan ısının oluşturduğu, sıcaklıkları
atmosfer sıcaklığının üstünde olan sıcak su, buhar, ve gazlar olarak tanımlanır.Jeotermal
enerji, yerkabuğunun derinliklerinden gelen ısının doğal olarak yer altındaki sulara
aktarılması ve yeraltı sularının yeryüzüne çıkması ile oluşan enerji türüdür. Çevre dostudur,
temizdir, suyun ısıtılması ve buharlaştırılması için fosil enerjiye gereksinimi yoktur. Yer altı
sularının, paslanmaya, çürümeye, kireçlenmeye neden olması ve içerdiği Bor, H2S, CO2 gibi
maddeler nedeniyle uygulamada bazı teknolojik önlemlerin alınması gerekmektedir.
Jeotermal kuyular CO2 üretimi için kaynak olarak kullanılabilir [2].
Deniz kökenli yenilenebilir enerji
Deniz dalga enerjisi, deniz sıcaklık gradyen enerjisi, deniz akıntıları enerjisi
(boğazlarda) ve gel-git (med-cezir) enerjisi olarak tanımlanabilir [2].
Nükleer enerji
Nükleer enerji hammaddesi olan uranyum doğada bol miktarda bulunmakta ve
endüstriyel alanda kullanılmamaktadır. Uranyum fiyatı son yıllarda kullanım alanı kısıtlığı ve
bolca bulunması nedeni ile zaman içinde düşmüştür. Đkinci nükleer hammaddesi toryumdur.
Türkiye toryum yatakları bakımından dünyanın en zengin ülkesidir. Nükleer enerji atomun
çekirdekleri ile ilgili bir olaydır. Đki şekilde elde edilir. Birincisi iki küçük çekirdeğin
birleştirilmesi (füzyon), ikincisi büyük bir çekirdeğin parçalanması (fisyon) olayıdır. Her iki
tepkimeden de açığa çıkan enerji ısıya dönüştürülür, bu ısı enerjisi ile sudan buhar elde edilir.
Buradan tıpkı termik santrallerdeki gibi elektrik enerjisi elde edilir [2].
Yakıt hücreleri
Yakıt hücresi, yakıt (hidrojen, LPG, doğal gaz, metanol vb.) ve oksitleyicinin (hava
veya oksijen) kimyasal enerjisini doğrudan elektrik ve ısı formunda enerjiye çeviren güç
iletim cihazlarıdır. Yakıt hücreleri bu özelliklerinden dolayı yeni bir enerji üretim teknolojisi
olarak giderek daha geniş uygulama ve kullanım alanı bulmaktadır. Yakıt hücresi; enerji
verimi yüksek, çevreye zararlı etkisi az, güvenilir ve atık ısının tekrar kullanılabilme özelliği
olan enerji türüdür. Montaj süresi kısadır, şebeke ile beraber veya ayrı, düşük sıcaklık ve
- 8 -
basınçta çalışabilme özelliği vardır. Geleceğe yönelik gelişme potansiyeli yüksektir. Bu
avantajların yanında bu enerji kaynağının yüksek maliyeti ve teknolojik sürecini
tamamlamamış olması dezavantajlarıdır [2].
Hidrojen enerjisi
Hidrojen enerjisi; verimli, sınırsız ve yeryüzünde bolca bulunmaktadır. Otomotiv
sektöründen hava taşımacılığına kadar tüm sanayi kollarında enerji olarak kullanılabilme
özelliğine sahiptir. Yakılmasıyla direkt kullanılabildiği gibi, fuel cell kullanan araçlarda enerji
kaynağı olarak da kullanılabilir. Alternatif yakıtlar içinde en verimlisi ve kullanışlısı
hidrojendir. Hidrojen enerji teknolojisi, hidrojenin üretim teknolojisi, hidrojenin taşınması,
hidrojenin depolanması ve hidrojenin kullanım teknolojisi bölümlerine ayrılır. Bu bölümler
için gelişmeler sağlanmış olup yakın bir gelecekte kullanılabilecek teknoloji birikimi
bulunmaktadır. Hidrojen üretimi için kullanılan konvansiyonel yöntemler; doğal gazın
katalitik buhar reformasyonu, ağır petrolün kısmi oksidasyonu, kömürün gazifikasyonu,
buhar-demir işlemi, suyun ısıl ayrıştırılması (dekompozisyon), biyolojik ve biyokimyasal
hidrojen üretimi, suyun elektrolizi/güneş olarak sınıflandırılabilir. Bazı işlemlerle yan ürün
olarak hidrojen elde edilmektedir. Klor-alkaliden karşıt klor üretiminde, kok fırınlarında
kömürden kok üretimi, kimyasal dehidrojenerasyon işleminde hidrojen yan ürün olarak elde
edilmektedir. Hidrojen en yaygın olarak sudan elde edilmekte ve yan ürün su ve su buharı
olmaktadır [2].
Biyokütle (biyomass) enerji
Biyokütle enerji, uygun bitkilerin yetiştiriciliğine bağlı olduğu için yenilenebilir, çevre
dostu ve yerli kaynak olarak değer kazanmaktadır. Bu enerji kaynağı klasik ve modern enerji
kaynağı olarak iki grupta incelenir. Klasik biyokütle enerji, ormanlardan elde edilen odun,
yakacak olarak kullanılan bitki ve hayvan artıklarından oluşur. Bitkisel ve hayvansal kökenli
bütün maddeler biyokütle enerji kaynağıdır. Bu kaynaklardan üretilen enerji biyokütle enerji
adını alır. Modern biyokütle kaynakları; enerji ormancılığı ürünleri, orman ve ağaç endüstrisi
artıkları, enerji tarımı ürünleri, kentsel atıklar, tarım kesiminin bitkisel ve hayvansal atıkları,
tarımsal endüstri atıkları olarak sayılabilir. Biyokütle yakıt üretmek için piroliz,
hidrogazifikasyon, hidrojenlendirme, parçalayıcı distilasyon, asit hidroliz tekniklerinden
yararlanılmaktadır [2]. Biyokütle kökenli en önemli Diesel motoru alternatif yakıtı
biyodizeldir. Biyodizel saf ve motorin biyodizel karışımları olarak kullanılmaktadır. Biyodizel
- 9 -
alternatif dizel yakıtı dışında da kullanılabilir. Jeneratör yakıtı, kalorifer yakıtı ve kükürt
içermediğinden seralar içinde tercih edilebilir. Gıda kurutulmasında da kullanılabilir.
Biyogaz
Biyokütle malzemelerin yakma dışında diğer bir değerlendirme yöntemi anaerobik
fermantasyonla biyogaz üretimidir. Biyogaz, insan faaliyetleri sonucunda açığa çıkan organik
içerikli çöpler, tarım faaliyetleri ile açığa çıkan hayvan dışkıları, pamuk, mısır, buğday vb.
bitkilerin sap ve saman artıkları, şeker ve gıdalardan oluşan melas, meyve posaları, vb.
biyokütle malzemelerin anaerobik (oksijensiz ortam) koşullarda 35 °C mezofilik, 60 °C
termofilik sıcaklıkta 6,7-7,6 pH ortamında enzimatik hidroliz, bakterilerle organik asite
dönüşme ve metan jenerasyonu işlemlerinden oluşan fermantasyon sonucu üretilmektedir. 1
kg kuru organik malzemeden 0,15-0,20 m³ biyogaz elde edilir [2].
Biyoetanol
Şekerli ve nişastalı bitkilerin fermantasyonu veya selülozik kaynakların asidik
hidrolizi ile üretilmektedir. Şeker pancarı, şeker kamışı, buğday, mısır, patates, sap saman
kabuk gibi odunsu atık veya artıklar ile odun biyoetanol üretiminde kullanılabilir.Şeker
üretimi yan ürünü melas da önemli bir alkol hammaddesidir [3].
3.1.3. Türkiye'nin Enerji Durumu
Türkiye'de taşkömürü, linyit, asfaltit, bitümlü şistler, ham petrol, doğal gaz, uranyum
ve toryum gibi fosil kaynak rezervleri ile hidrolik enerji, jeotermal enerji, güneş enerjisi,
rüzgar enerjisi, deniz dalga enerjisi, biyokütle enerji gibi tükenmez kaynak potansiyelleri
bulunmaktadır. Kısacası, Türkiye'de jeolojik ve doğal yapıya bağlı biçimde hemen her çeşit
enerji kaynağı bulunmakla birlikte, bugün kullanımda başı çeken fosil kaynakları içinde, linyit
dışında yeterli rezervi olan yoktur ve üretimleri düşüktür. Çizelge 3.1’de 2003 yılı verilerine
göre ülkemizdeki birincil enerji tüketiminin türevlerine göre dağılımları ve Çizelge 3.2’de
2002 yılı verilerine göre ülkemizdeki enerji kaynaklarının rezervleri görülmektedir.
- 10 -
Çizelge 3.1. 2003 yılı verilerine göre ülkemizdeki birincil enerji tüketiminin türevlerine göre
dağılımları [4]
Çizelge 3.2. 2002 yılı verilerine göre ülkemizdeki enerji kaynaklarının rezervleri [4]
Türkiye, tükenebilir fosil yakıt rezervlerinin aksine, tükenmez doğal kaynakların
potansiyeli bakımından zengin bir ülkedir. Kullanıma uygun ekonomik hidrolik potansiyelinin
%29'u işletmede, %10'u inşa halinde, %14'ünün kesin projesi hazır, %19'u planlama
aşamasında, geri kalan %28'i master plan ve ön inceleme aşamasında bulunmaktadır [2].
Türkiye'nin jeotermal kaynaklar bakımından zengin olduğu bilinmekle beraber, gerek
ısıtma uygulamaları ve gerekse elektrik üretimi amacıyla ortaya konulmuş rezervi sınırlıdır.
Ancak, bu sınırlı rezerv bile büyük ölçüde kullanılır duruma sokulamamıştır. Türkiye hidrolik
enerji bakımından Avrupa'nın başta gelen sayılı ülkeleri arasında yer almaktadır. Ülkemiz
güneş enerjisi açısından zengindir. Coğrafik konum açısından güneş kuşağı içindedir. Yıllık
ortalama güneşlenme süresi 2609 saattir ve yılın %29,8’ini oluşturur. Türkiye yüzeyine yılda
düşen güneş enerjisi 111,5 * 106 MW güce eşdeğerdir. Bu değer kurulu elektrik santralleri
gücünün 5 000 katını geçer [2].
- 11 -
Türkiye kıyılarının 1/5'inden yararlanılarak sağlanabilecek dalga enerjisinin teknik
potansiyeli 18,5 milyar kWh olarak tahmin edilmektedir. Fakat deniz dalga enerjisinin
kullanılması Türkiye'de henüz gündemde yoktur. Ülkemizde nükleer enerji, hidrojen enerjisi,
yakıt hücresi henüz kullanılmamaktadır. 1200 MW gücünde nükleer santral kurulması için
hazırlık çalışmaları yapılmaktadır [2].
3.2. BĐYODĐZELĐN TANIMI VE TÜRKĐYE'DEKĐ UYGULAMALARI
3.2.1. Biyodizelin Tanımı
Biyodizel bitkisel yağdan yapılan ve modifiye edilmemiş tüm dizel motorlarda
çalışabilen bir yakıttır.Hayvansal veya bitkisel yağlar gibi yenilenebilir kaynaklardan elde
edilen alternatif bir dizel yakıtıdır. Kimyasal olarak ise, uzun zincirli yağ asidi mono alkil
esteri olarak tanımlanabilir [5]. 'Biyo' kökü biyolojik esaslı olduğunu, 'dizel' kelimesi ise dizel
yakıtı olduğunu gösterir. 'Biyo' kökü biyolojik esaslı olduğunu, 'dizel' kelimesi ise dizel yakıtı
olduğunu gösterir.Biyodizel soya, ay çiçegi, kolza, hindistan cevizi ve kenevir gibi doğrudan
tohumun ezilmesi (saf yağlar) de dahil tüm bitkilerden yapılabilir. Biyodizel ayrıca fast-food
restoranlardaki kullanılımış yağlardan da yapılabilir. Hatta donmuş yağ ve balık yağı gibi
hayvansal yağlar da biyodizel yakıt yapımında kullanılabilir.
Biyodizel modifiye edilmemiş tüm dizel motorlarda çalışır. Fiziksel ve kimyasal
özellikleri bakımından petrol kökenli dizel yakıtlarıyla benzerlik göstermektedir.Biyodizel,
dizel motorlarında saf olarak kullanıldığı gibi petrol kökenli dizel yakıtlarıyla da karıştırılarak
kullanılabilir.Saf olarak biyodizel kullanıldığında B100 olarak isimlendirilirken, %20
biyodizel ve %80 dizel yakıtı içeren bir karışım B20 olarak isimlendirilir. Diğer alternatif
yakıtlarda çalısanlar için motoru dönüştürmeye gerek yoktur. Dizel motor biyodizelle
çalışabilir, çünkü havanın önce sıkıştırıldığı, sonra da yakıtın ultra-sıcak, ultra-basınçlı yanma
bölümüne püskürtüldüğü sıkıştırma ile başlatma ilkelerine göre çalışır. Yakıt/hava karışımını
ateşlemek için bir kıvılcım kullanan benzinli motorların tersine dizel motorlarda sıcak havayı
ateşlemek için yakıt kullanılır. Bu basit işlem sayesinde de dizel motorlar kalın yakıtlarda
çalışabilir.Biyodizel kimyasal olarak dizel yakıtlara benzediği için herhangi bir dizel aracın
yakıt deposuna doğrudan biyodizel katılabilir. Bir taşıt yakıtı olarak biyodizel kullanmanın
birçok avantajları vardır. Biyodizelde daha az emisyon bulunur, dışa bağımlı olmadan kendi
ülke kaynakları ile üretilebilir , motorun performansını etkilemez ve bitkilerden elde edilir.
- 12 -
Bitkiler güneş enerjisi ile büyüdüğü için biyodizel güneş enerjili sıvı yakıtlar olarak
tanımlanabilir.
3.2.2. Biyodizelin Kullanım Alanları
Biyodizel; motorin, jet yakıtı, gaz yağı, fuel oil içindeki hacim yüzdesi miktarına (X)
göre; BX şeklindeki adlandırılma ile yakıt pazarında bulunmaktadır.
Biyodizel:
● Motorin katkı maddesi (B1, B2, B5)
● Motorin ile harmanlanarak (B20, B50, B80, vb)
● Doğrudan motor biyoyakıtı (B100) şeklinde kara ve deniz taşıtlarında, iş makinalarında,
türbinlerde, jeneratörlerde ve ısıtma sistemlerinde kullanılabilir.
3.2.3. Biyodizelin Dünyadaki Durumu
Diesel motorunun mucidi Rudolf Diesel ilk kez, 10 Ağustos 1893’te Ausburg
Almanya’da motorunun denemesini gerçekleştirmiş ve ardından 1898 yılında Paris Dünya
Fuarı’nda yer fıstığı yağını yakıt olarak kullanan motorunu sergilemiştir. Đlk biyodizel üretimi
1988 yılında, 500 ton/yıl kapasite ile bir çiftçi kooperatifince, ilk endüstriyel ölçekteki
biyodizel üretimi de 10 000 ton/yıl kapasite ile Avusturya’da gerçekleştirildi. 1990’lı
yıllardan itibaren biyodizel dünya üretimi artarak ilerlemektedir. Biyodizel üretimi, 1991 -
1996 yılları arası 50 000 ton/yıl iken, 2003 yılı sonunda yılda 2,8 milyon tona ulaşmıştır.
Dünyada biyodizel üretimi yapan başlıca ülkeler Brezilya, Macaristan, Finlandiya, Đspanya,
Danimarka, Polonya, Slovakya, Đtalya, Tayland, Hindistan, Đrlanda, Yunanistan, Belçika,
Norveç, Đsveç, Malta, Đngiltere, Almanya, Fransa, Avusturya, Kanada, ABD ve
Avustralya’dır [5]. Almanya’da biyodizel (450 000 ton/yıl kapasite) 1500’den fazla
istasyonda satışa sunulmuştur ve dizelden daha ucuzdur. Fransa’da tüm dizel satışları %2-5
arasında biyodizel içermektedir, kapasite 300 000 ton/yıl’ın üzerindedir. Almanya ve Fransa
dünyanın en büyük biyodizel üreticisi olmakla birlikte şehir içi ulaşımda B100 kullanımıyla
ilgili olarak ilk ticari uygulamayı başlatan Japonya (Kyoto’da) olmuştur. Bu uygulama, kısa
sürede 81 belediye otobüsünde B20 kullanımının sağlanmasıyla genişletilmiştir. Avusturya’da
benzine %2 oranında katılması devlet tarafından tavsiye edilmekte ve vergi alınmamaktadır.
Çek Cumhuriyeti’nde küçük işletmelerden oluşan 70 000 ton/yıl kapasite mevcuttur ve benzin
istasyonlarında B70 harmanı "biyonafta" adıyla satışa sunulmaktadır. Đtalya’da hükümet yüz
- 13 -
binden fazla nüfusu olan belediyelerde alternatif enerji kaynaklı kullanımı tavsiye etmektedir.
Belçika’da 240, Danimarka’da 30, Đspanya’da ise 50 000 ton/yıl’lık biyodizel üretim
kapasitesi söz konusudur. Amerika’da üretimde soya yağı kullanımı esas alınmaktadır.
Đngiltere’de ise yasal olarak biyodizel satışı bulunmasına rağmen yasal bir vergilendirme söz
konusu değildir [6].
2010 yılına kadar Avrupa Birliği üyesi ülkelerin biyodizel üretimlerini 4 kat, Merkez
ve Doğu Avrupa ülkelerinin ise 2 kat arttıracağı öngörülmektedir. Bunun yanı sıra 22ABD,
Kanada ve Latin Amerika’nın üretimlerini 1995 yılına yakın seviyede tutacakları tahmin
edilip, Asya ülkelerinin gelecekteki üretim miktarları için herhangi bir tahmin
yapılamamaktadır [5].
3.2.4. Biyodizel ve Türkiye’deki Uygulamaları
Türkiye’de mikroalglerle ilgili bilimsel çalışmalar büyük oranda, su ürünleri
fakültelerinde ve çoğunlukla larva yemi üretimi ve deniz ve yüzey sularındaki ötrofikasyonu
izlenmesi alanlarında gerçekleşmektedir. Ayrıca Ege Üniversitesi Biyomühendislik Bölümü
tarafından gıda ve etken madde üretimine yönelik fotobiyoreaktör tasarımı çalışmaları da
mevcuttur. Başta Ege Üniversitesi olmak üzere bazı üniversitelerimizin çalışmaları sonucu
Türkiye'de mikroalgal biyokütle üretimi başlamış durumdadır; ancak enerji üretimine
odaklanmış yeterli sayıda çalışma bulunmamaktadır. Kısıtlı sayıdaki çalışmalardan birisi de
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsünde Nisan 2010 itibariyle başladığımız TÜBĐTAK destekli
“Mikroalgal Biyokütle Üretiminde Yenilikçi (Innovative) Yaklaşımlar” isimli projedir. Bu
projede algal biyodizel üretiminde karşılaşılan maliyet sorunlarının çözümü ile birlikte
küresel ısınmanın en büyük sorumlusu olarak gösterilen CO2 emisyonunun algler tarafından
kullanılarak azaltılması ve biyolojik arıtım deşarj suyu kullanılarak alg üretimiyle azot, fosfor
giderimi sayesinde deşarj suyunun verildiği alıcı ortamlarda ötrofikasyon riskinin düşürülmesi
amaçlanmaktadır. Ömerli Evsel Atık Su Arıtma Tesisi’nden belirli aralıklarla alınan deşarj
suyu kullanılarak çeşitli doğal ortamlardan toplanan alg numuneleri kültüre edilerek besi
maddesi kullanım hızları, CO2 özümleme kapasiteleri ile birlikte biyokütle ve yağ üretimlerini
gözlemlemek amaçlı denemeler yapılmaktadır. Proje sonucunda getirilen yeniliklerin
mikroalglerden biyodizel üretiminin maliyetini önemli derecede azaltması beklenmektedir.
- 14 -
Biyodizel için ASTM D 6751 Amerikan ile EN 14213 ve EN 14214 Avrupa Birliği
standartları yürürlüktedir. Ülkemizde de EN standardına göre hazırlanan TSE standardı
yayınlanmak üzeredir. Kapasite raporu yaptırmış üreticilerin illere göre sayısı Çizelge 3.3’de
ve kapasite raporu yaptırmış üreticilerin illere göre dağılımı Şekil 3.1’de verilmiştir.
Çizelge 2.3. Kapasite raporu yaptırmış üreticilerin illere göre sayısı [7]
4. BĐYODĐZEL
4.1. BĐYODĐZELĐN ÖZELLĐKLERĐ
Biyodizel orta uzunlukta C16-C18 yağ asidi zincirlerini içeren metil veya etil ester tipi
bir yakıttır. Biyodizeli oluşturan C16-C18 metil esterleri doğada kolayca ve hızla
parçalanarak bozunur, 10 000 mg/l'ye kadar herhangi bir olumsuz mikrobiyolojik etki
göstermezler. Suya bırakıldığında biyodizelin 28 günde %95'i, motorinin ise %40'ı
bozunabilmektedir. Biyodizelin doğada bozunabilme özelliği dekstroza (şeker)
benzemektedir. Biyodizelin olumsuz bir toksik etkisi bulunmamaktadır. Biyodizel için
ağızdan alınmada öldürücü doz 17,4 g biyodizel/kg vücut ağırlığı şeklindedir. Sofra tuzu için
- 15 -
bu değer 1,75 g tuz/kg vucüt ağırlığı olup, tuz biyodizelden 10 kat daha yüksek öldürücü
etkiye sahiptir. Đnsanlar üzerinde yapılan elle temas testleri biyodizelin ciltte %4'lük sabun
çözeltisinden daha az toksik etkisi olduğunu göstermiştir. Biyodizel toksik olmamasına
karşın, biyodizel ve biyodizel-motorin karışımlarının kullanımında; motorin için zorunlu olan
standart koşulların kullanılması önerilmektedir. [8]
Bilimsel araştırmalar biyodizel egzozunun petrol dizelli yakıtlara göre insan sağlığına
daha az zararlı olduğunu teyit etmektedir. Saf biyodizel emisyonlarında potansiyel kansere
neden olan bileşenler olarak adlandırılan polisilik aromatik hidrokarbonlar (PAH) ve nitrite
PAH bileşenlerinin seviyesi daha azdır. Ayrıca tanecikli olarak astım ve diğer hastalıklarla
ilgili emisyonlar % 47 daha azdır ve zehirli bir gaz olan karbon monoksit % 48 daha da
azaltılmıştır.
Motorin için gerekli depolama yöntem ve kuralları biyodizel için de geçerlidir.
Biyodizel temiz, kuru, karanlık bir ortamda depolanmalı, aşırı sıcaktan kaçınılmalıdır. Depo
tankı malzemesi olarak yumuşak çelik, paslanmaz çelik, florlanmış polietilen ve florlanmış
polipropilen seçilebilir. Depoloma, taşıma ve motor malzemelerinde bazı elastomerlerin,
doğal ve butil kauçukların kullanımı sakıncalıdır; çünkü biyodizel bu malzemeleri
parçalamaktadır. Bu gibi durumlarda biyodizel uyumlu Viton B tipi elastomerik malzemelerin
kullanımı önerilmektedir.Biyodizel ve biyodizel-motorin karışımları, motorinden daha yüksek
akma ve bulanma noktasına sahiptir; bu durum yakıtların soğukta kullanımında sorun çıkarır.
Akma noktası ve bulanma noktası uygun katkı maddelerinin kullanımı ile
düşürülebilmektedir.Biyodizel-motorin karışımları 4 °C üzerinde harmanlama ile
hazırlanmalıdır. Soğukta harmanlamada biyodizelin motorin üzerine eklenmesi, sıcakta
harmanlama da ise karışımda daha fazla olan kısmın az kısım üzerine eklenmesi
önerilmektedir. Biyodizel kullanımı ile motorine yakın özgül yakıt tüketimi, güç ve moment
değerleri elde edilirken, motor daha az vuruntulu çalışmaktadır. Biyodizel, motoru güç
azaltıcı birikintilerden temizleme özelliğine sahiptir. Fosil dizel (2 numaralı dizel yakıt) ile
biyodizelin özellikleri Çizelge 4.1’de verilmiştir.
- 16 -
Çizelge 3.1. Fosil dizel ile biyodizelin özellikleri [9]
4.2. BĐYODĐZEL ÜRETĐMĐ
4.2.1. Biyokütlenin Elde Edilmesi
Açık sistemler olan çeşitli havuzlar ve çeşitli kapalı sistem fotobiyoreaktör tasarımları
üzerine çok sayıda çalışma bulunmaktadır. Açık havuzlu sistemlerin düşük maliyetleri
nedeniyle daha çok ilgi çekmesine karşın kapalı sistemlerin yavaş büyüyen alglerin sistemi
kontamine etmelerini önleyerek daha iyi bir kontrol sağladığı ayrıca daha iyi kütle transferi ve
düşük su gereksinimi ile çok daha yüksek yoğunluklu biyokütle elde edildiği bildirilmiştir.
Ancak laboratuar ölçeğinde başarılı olmuş birkaç tasarıma rağmen pilot düzeyde sınırlı sayıda
uygulama mevcuttur.
Sürecin başarısı için alg kütlesinin sudan başarılı ve düşük maliyetli bir yöntemle ayrılması
yani hasat işlemi oldukça önemlidir. Hiçbir yaygın endüstriyel yaklaşım (filtrasyon, sentrifüj,
microstraining, vb.) büyük ölçekli mikroalg ayırımı için ekonomik ve uygun bir yöntem
olamamıştır. Geleneksel topaklaştırma ve çöktürme (gravity separation) yöntemi küçük ve
- 17 -
çabuk büyüyen algler için uygun değildir; ayrıca pahalı çöktürücülerin (coagulants)
kullanılmasını gerektirir; ki bu alg kütlesinin kirlenmesine neden olarak bir sonraki yağdan
ayrıştırma basamağını oldukça zorlaştırır. Belli koşullar altında algler tarafından üretilen
polimerli enzimler alglerin kendiliğinden kümeleşmesini (self-aggregation) sağlar, fakat bu
endüstriyel ölçekte kullanılamayacak bir metottur.
4.2.2. Kurutma Đşlemi
Alglerden yağ ayırma işlemi öncesi gerçekleştirilen biyokütlenin kurutulması işlemi belki
de en fazla enerji gerektiren ve bu yüzden en pahalı olan işlemdir. Sadece kurutma işlemi
biyodizel üretimi için gerekli olan toplam enerjinin %84’üne tekabül eder. Örneğin belt
kurutucular (belt dryer) bile, ki bu kurutma yöntemleri içinde en az ihtiyaç duyulan
yöntemlerden biridir, kurutma işlemi sırasında %90 katı oranına ulaşabilmek için her bir kilo
katı madde başına 13,8 MJ ısı enerjisine ihtiyaç duyar. Güneş ışığıyla kurutma ise devamlı
olarak önerilmesine rağmen uygulanabilirliği tam olarak kanıtlanamamış bir yöntemdir.
Bunun yanı sıra güneş ışığı ile kurutma sırasında yağ yapısının kararlılığının korunup
korunmadığı halen şüphelidir. Mikroalglerden biyodizel üretimininin ekonomik olabilmesi
için öncelikle kurutmadan kaynaklanan bu maliyetin düşürülmesi gerekmektedir.
4.2.3. Uygun Çözücü ile Yağın Ayrıştırılması
Alg kütlesinden hegzan veya benzeri bir çözücü aracılığıyla yağın ayrıştırılması
biyokütlenin kurutulması işlemini takip eder. Literatürde, genellikle çözücü ve alg kütlesi
arasında 1:1 hacimsel oran olduğu ve ayrıştırma verimliliğinin %70’e kadar vardığı
bildirilmektedir .
4.2.4.Transesterifikasyon
Mikroalglerden biyodizel üretim sürecinin son basamağı transesterifikasyon
(biyodizele dönüştürme) işlemidir.Alkoliz olarak da adlandırılabilen transesterifikasyon,
trigliseridlerin viskozitesini azaltmak amacıyla uygulanan bir işlemdir. Transesterifikasyon
reaksiyonunda yağ, monohidrik bir alkolle (etanol, metanol), katalizör (asidik, bazik
katalizörler ile enzimler) varlığında ana ürün olarak yağ asidi esterleri ve gliserin vererek
- 18 -
esterleşir. Aynca esterleşme reaksiyonunda yan ürün olarak di- ve monogliseridler, reaktan
fazlası ve serbest yağ asitleri oluşur.
Asit katalizörlü transesterifikasyon
Asit katalizörlü transesterifikasyonun, yüksek yağ asidi ve su içeren gliseritlerde
kullanılması daha uygundur. Ekstraksiyon ve transesterifikasyon aynı proses içinde
gerçekleşmekte; alkol, hem ayırıcı ve hem de esterifikasyon ajanı görevi görmektedir. Asit
katalizör olarak yaygın olarak sülfirik asit ve hidroklorik asit kullanılmaktadır [10].
Baz katalizörlü transesterifikasyon
Baz (alkali) katalizli transesterifikasyon, asit katalizliye göre daha hızlı ve yüksek
biyodizelin transesterifıkasyon ile üretilmesinde yaygın olarak yağların metanol ve etanol ile
baz katalizör varlığında reaksiyonuna sokulması tercih edilir. Çünkü baz katalizör kullanıldığı
zaman, reaksiyon asit katalizör kullanmaya oranla çok daha kolay ve ekonomik olarak
gerçekleşebilir. Baz katalizör kullanılan durumlarda kullanılacak yağın, temiz, kuru, ve
serbest asit oranının düşük olmasına dikkat edilmelidir. Reaksiyonda en çok kullanılan baz
katalizörler NaOH ve KOH’in metanol veya etanoldeki çözeltisidir. NaOH veya KOH’in
(toplam kütlenin %0,5-l’i kadar) metanoldeki çözeltesi reaksiyonu çok iyi katalizlediği için ve
- 19 -
ayrıca kullanılan katalizör miktarı çok az olduğundan bu reaksiyonda oluşan su,
transesterleşme reaksiyonunda olumsuz bir etki yapmaz, ancak ortamdaki su miktarı artarsa
veya ortamdaki tüm katalizörü derhal sabunlaştıracak kadar serbest asit varsa, transesterleşme
ile yarışma halinde olan sabunlaşma reaksiyonu hakim hale gelir ve tüm katalizör sabun
haline geçer. Bu durumda reaksiyon hızında azalma ve bunun sonucunda da yetersiz
transesterleşme olur, Bunun sonucunda ortamda oluşacak olan mono ve digliseritler kuvvetli
emülsiyon oluşmasına sebep olurlar ve safsızlıkların yıkanarak uzaklaştırılması zorlaşır.
Sonuçta ürün kalitesini ve verimini olumsuz etkilenir.
Yağ geri kazanma işlemi (alglerin sudan ayrıştrılması, kurutma ve son olarak yağın
ayrıştırılması) tüm proses için gereken toplam enerjini %90’a varan kısmına ihtiyaç duyduğu
için, yeni yapılacak çalışmaların bu işlemden kaynaklanan maliyeti azaltmaya yönelik olması
önerilmektedir Prosesle ilgili zorluklar büyük oranda sürecin toplam maliyetinin yüksek
olmasından kaynaklanmaktadır. Bu nedenle çoğu araştırmacı tarafından petrol bazlı dizelle
ekonomik olarak rekabet edebilmek için biyodizel için mikroalg üretim maliyetinin ciddi
şekilde düşürülmesinin gerekliliğine dikkat çekilmektedir.[11]
Transesterifikasyonu etkileyen parametreler
Transesterifikasyon reaksiyonu, yağın serbest yağ asidi ve su içeriği, alkolün bitkisel
yağa molar oranı, kullanılan alkolün kimyasal yapısı, katalizör tipi, reaksiyon süresi,
reaksiyon sıcaklığı gibi parametrelerden etkilenmektedir. Yağın, nem ve serbest yağ asidi
bileşimi düşük ise alkali katalizör kullanılır. Nem içeriği yüksekse sabunlaşma görülür. Bu da,
ester ürünlerini azalttığı gibi esterin, gliserinin ve suyun ayrıştırılmasını da zorlaştırır. Alkolün
bitkisel yağa molar oranı, biyodizelin maliyetine olduğu gibi dönüşümün verimine de etki
eden önemli faktörlerden biridir. Transesterifikasyon reaksiyonu teorik olarak, her bir mol yağ
için üç mol alkol gerektirir. Tepkimenin ürünler yönüne kayabilmesi için molar oran,
uygulamada stokiyometrik orandan daha yüksek olmalıdır. Yaygın kullanılan kısa zincirli
alkoller; metanol, etanol, propanol ve bütanoldür. Esterifikasyon ürünü kullanılan alkolün
türüne bağlı değildir. Bu sebeple de alkol seçimi yapılırken, fiyat ve performans ölçüt olarak
kabul edilebilir. Fiyatının düşük olması sebebiyle metanol ticari olarak tercih edilmektedir.
Transesterifikasyon reaksiyonunda kullanılan katalizörler, alkali, asit, enzim veya heterojen
katalizörler olarak sınıflandırılırlar. Bunlar arasında sodyum metoksit,sodyum hidroksit,
potasyum metoksit, potasyum hidroksit, sülfürik asit, fosforik asit, hidroklorik asit vardır.
- 20 -
Sodyum metoksit, sodyum hidroksite göre daha etkindir fakat sodyum hidroksit, daha ucuz
olması sebebi ile tercih edilmektedir [12].
4.2.5. Dinlendirme (Çöktürerek Ayırma) Đşlemi
Reaksiyon tamamlandıktan sonra iki ana ürün ortaya çıkar: Biyodizel ve gliserin. Her
biri reaksiyonda kullanılan miktardan arta kalan önemli miktarda metanol içerir. Gliserin
fazının yoğunluğu, biyodizel fazınınkinden çok daha fazla olduğundan bu iki faz gravite ile
ayırılabilir. Biyodizel ve ham gliserinin birbirinden ayrışması için 6-10 saat civarında
dinlendirme işlemine tabii tutulması gerekmektedir. Kullanılan biyodizel üretim proseslerine
göre dinlendirme işlemi, daha uzun veya daha kısa sürede tamamlanabilir. Dinlendirme
yapılan hazneden alta çöken ham gliserin kolayca çekilebilir. Modern sistemlerde dinlendirme
yapmadan biyodizel ve ham gliserin separatör yardımı ile de ayrıştırılmaktadır.
4.2.6. Alkol Bertarafı ve Nötralizasyon
Gliserin ve biyodizel fazları ayrıldıktan sonra, her iki ürün içerisinde de metanol
kalmıştır. Biyodizel içerisindeki alkolün uzaklaştırılması için vakum evaporasyon işlemi
uygulanmalıdır. Sıcaklığın ise reaksiyon sıcaklığında olması önerilir. Bu aşamada
nötralizasyon işlemine gerek duyulabilmektedir. Reaktördeki katalizörün inaktive edilmesi
sulu asit kullanımı ile gerçekleşmektedir. Asit ve asidin içereceği su miktarı, biyodizel
içerisindeki katalizör ve sabun miktarına göre ayarlanmalıdır.
4.2.7. Yıkama ve Kurutma
Gliserinden ayırıldıktan sonra biyodizel içerisinde kalan katalizör, sabun, gliseridler
ve safsızlıkları uzaklaştırmak amacıyla yıkama işlemine tabii tutululur. Yıkama işleminde
günümüzde iki yöntem kullanılmaktadır: Sulu yıkama ve kuru yıkama. Sulu yıkama: saf veya
yumuşak su ile; kuru yıkama: magnesol ile yapılmaktadır. Sulu yıkamalarda yıkama suyu
alındıktan sonra biyodizelin kurutulması gereklidir. Biyodizel içerisinde arta kalan su ve
alkol, vakum evaporasyon işlemi ile bertaraf edilmektedir. Yıkama sonunda ortaya çıkan atık
suyun, ne şekilde bertaraf edildiği çevre açısından oldukça önemlidir. Kuru yıkama işlemi
yüksek sıcaklık altında, vakum tanklarda yapılmaktadır. Bu nedenle arta kalan su ve alkol
zaten bertaraf edildiğinden tekrar kurutma işlemi yapılmamaktadır. Kurutma yapılan (sulu
- 21 -
yıkama) veya yapılmayan (kuru yıkama) biyodizel filitre edilerek kullanıma hazır hale
getirilir. Nihai biyodizel uygun koşullardaki depolama tanklarında muhafaza edilir. [12]
4.3. BĐYODĐZEL ÜRETĐMĐNDE KULLANILAN ÜRÜNLER, ÖZELLĐKLERĐ VE YAĞ
ĐÇERĐKLERĐ
Bitkisel yağlar, bazı tarım ürünlerinin meyve, çekirdek ve tohumlarının işlenmesi
sonucunda elde edilmektedir. Bunlar petrol esaslı yağlardan farklı kimyasal yapıya sahiptirler.
Dizel yakıtı büyük oranlarda parafinler ve aromatiklerden oluşmasına karşılık, bitkisel yağlar
yağ asitlerinin gliserinle yapmış olduğu esterlerdir. Bu esterlere gliserit adı verilir. Gliserin
molekülünü oluşturan 3 alkol grubu yağ asitlerinin esterleşmesi ile trigliserit adını alır.
Trigliseritteki doymamış yağ asitlerinin cinsi ve miktarı, bitkisel yağın özelliklerini
oluşturmaktadır [13]. Bitkisel yağ içerikleri Çizelge 4.3’de verilmiştir.
Çizelge 4.3. Bitkisel yağ içerikleri [9]
Bitkisel yağların motor yakıtı olarak kullanılabilecek olanları; fındık, haşhaş, susam,
yağ keteni, mısır özü, hintyağı, defne, ceviz, badem, ayçiçeği, aspir, soya, hurma, kolza,
yerfıstığı, susam, keten tohumu, pamuk tohumu, palm tohumu ve meyvesi yağlarıdır.
- 22 -
Bitkilerin yağlı tohum özellikleri Çizelge 4.4’te ve bitkisel yağların yağ asidi profili Çizelge
4.5’te verilmiştir.
Çizelge 4.4. Bitkilerin yağlı tohum özellikleri [9]
Çizelge 4.5. Bitkisel yağların yağ asidi profili [9]
Doymuş yağ asitleri
Yapılarında çift bağ bulunmayıp sadece tekli bağlar bulunmaktadır. Bitkisel yağlarda
doymuş yağ asidi olarak genellikle palmitik asit, stearik asit, ve mistrik asit bulunur. Doymuş
yağ asitlerinin molekül ağırlığı arttıkça erime ve kaynama sıcaklığı yükselmektedir. Ayrıca
doymuş yağ asitlerinin kimyasal tepkimelere yatkınlığı azdır [14].
- 23 -
Doymamış yağ asitleri
Bir yada daha fazla çift bağ içeren yağ asitleri doymamış yağ asitleri olarak
adlandırılırlar. Yağ asitleri bir tek çift bağ içerdikleri zaman tekli doymamış yağ asitleri,
birden fazla çift bağ içerdikleri zaman çoklu doymamış yağ asitleri olarak adlandırılır.
Bitkisel yağlarda en çok bulunan doymamış yağ asitleri, oleik asit, linoleik asit ve linolenik
asittir [14].
5.MĐKROALGLER VE BĐYODĐZEL ÜRETĐMĐNDE BĐYOKÜTLE OLARAK
KULLANIMI
5.1.MĐKROALG TANIMI VE BĐYOLOJĐK YAPISI
Su yosunları ya da Algler (Latince deniz otu anlamındaki "alga" dan türetilmiştir ),
büyük çoğunluğu fotosentetik olmasına ve bitkilere benzemesine rağmen bitkiler alemi ile
yakın akraba olmayan bir grup sucul canlı grubudur.
Su yosunları, bitkilerin aksine, fotosentez ürünlerini nişasta formunda
depolamazlar. Kloroplastları, sitoplazma içerisinde serbest olarak değil,
granüller endoplazmik retikulum üzerinde bulunur. Klorofil-c taşırlar ve bitkilerde
bulunmayan başka pigment maddeleri bulundurular. Çeşitli su yosunu gruplarına özel
renklerini bu pigment maddeleri verir.
Su yosunlarında, bitkilerdeki yaprak, gövde gibi elemanlarına benzeyen, ancak damar
dokusu taşımayan, özelleşmemiş vücut bölümlerine "tallus" denir.Üremeleri, ikiye
bölünme, tomurcuklanma, ana bitkinin büyümesi, spor hücrelerinin ya da eşey hücrelerinin
üretilmesi şeklinde gerçekleşir.Fotosentetik su yosunları, sucul ortamların birinci derecedeki
üreticileri olduklarından önemlidirler. Alglerin bir diğer önemi de, birçok sucul canlının besin
kaynağını oluşturmalarıdır. Ayrıca, çeşitli endüstri alanlarında kullanılan bazı hammaddeler
yine bu su yosunlarından elde edilmektedir. Yaşamı sona eren su yosunlarının dış iskeletleri
dibe çökerek, denizel kayaçların yapısına katılır.
Su yosunları, tüm ekosistemlerin bütünlüğünün korunmasında
önemlidir. Okyanuslarda bulunan diyatomlar ve diğer mikroskobik yosunlar, tüm dünyanın
- 24 -
ihtiyacı olan fotosentetik karbon ihtiyacının üçte ikisini üretirler. Sularda yosunlar tarafından
gerçekleştirilen fotosentez canlılara oksijen sağlar.Su yosunları, bununla birlikte suda yaşayan
canlıların besin ve korunma gibi ihtiyaçlarını da karşılar. Bilinen tüm bitkiler içinde en hızlı
büyüme oranını gösteren Büyük Okyanus'un dev su yosunu Macrocystis pyriferanın
yaprakları haftada 3 ile 4.5 m arası boy verebilmektedir. Çok yıllık bu bitkiler yaklaşık 60
metre uzunlukta olabilirken, bazen 100 metre yüksekliğe kadar ulaşabilirler. Bu yosunlar
yaklaşık 100 kg. ağırlığındadır.
17. yüzyılın sonlarından beri, kahverengi alglerin yakılmasıyla mineralce zengin
küllerinden sabun, cam, soda ve gübre yapımında kullanılan "potas" elde edilmektedir.
Kimyasal maddeler arasında yer alan brom ve iyot ilk kez bu külden izole edilmiştir ve iyot
hala Japonya'da deniz yosunlarından elde edilmektedir. Yosunlar yaygın bir
şekilde gübre olarak kullanılmaktadır.
Gerek doğal ortamda gerekse laboratuar koşullarında kültürü yapılan alglerin
ekonomideki önemi büyüktür. Bu önem alglerin çok çeşitli alanlarda kullanılmasından ileri
gelir. Algal üretim günümüzde ötrofikasyon kontrolü, atık su arıtımı, güneş enerjisinin
biomasa dönüştürülmesinde en etkili ve en ekonomik yoldur. Mikroalgler fazla CO2 i
uzaklaştırarak ortamın pH’ sını ayarlarlar ve ortamdaki fazla nutrientin uzaklaştırılmasıyla su
kalitesinin kontrolüne yardımcı olurlar. Ayrıca bazı kimyasal maddelerin üretiminde ve enerji
eldesinde (metan gazı) de kullanılırlar. Mikroalgler son derece zengin karbonhidrat, protein ve
özellikle yağ asidi içeriğine sahiptirler. Besin değeri yüksek olan algler sucul kommuniteler
için makronutrient, vitamin ve iz elementlerin en önemli kaynağıdırlar.
Aynı zamanda balık ve diğer su canlılarında renklenmenin gelişmesinde gerekli temel
pigmentleri sağlarlar. Deniz ve tatlı sulardaki su ürünlerinin aşırı miktarda avlanması ve çevre
kirliliği sorunlarının artışı ile deniz ve iç suların kirlenmesi buralarda yaşayan organizmaların
azalmasına neden olmuştur. Bu nedenle yetiştiricilik çalışmaları hız kazanmıştır. Yetiştiricilik
yapılan tesislerde larva beslenmesinde alg kültür üniteleri sistemin kaçınılmaz ve en önemli
basamağıdır. Bu ünitelerdeki başarı kurulan zincirin diğer halkalarına yansır. Alglerle
besleme bivalı molluskların bütün gelişim safhaları ve bazı balık türlerinin çok erken gelişim
safhaları için gereklidir. Ayrıca balık ve crustaceanların larval ve erken Juvenil safhaları için
besin olarak kullanılan rotifer, artemia, copepod gibi protein kaynağı olarak kullanılmaktadır.
Đnsanlar tarafından tüketilen çok sayıda Cyanophyte türü mevcuttur.
- 25 -
Algler, fotosentez yoluyla karbondioksiti ve güneş ışığını çok etkin bir şekilde enerjiye
dönüştüren ve bu süreçte de yağ üreten küçük birer biyolojik fabrikadır.
Öyle ki bir gün içinde ağırlıklarını 3-4 katına çıkarabilirler. ABD Enerji Bakanlığı’na
göre bu miktar yaklaşık 4000 m2’lik bir alandaki soya fasulyesinden elde edilen yağdan 30 kat
çok. Alglerden elde edilen yağ, tıpkı soya yağı gibi, dizel motorlarda doğrudan yakıt olarak
kullanılabilir ve arıtılarak biyoyakıta da dönüştürülebilir.
ABD’deki Virginia Üniversitesi’nden araştırmacıların alglerin salgıladığı yağ
miktarını büyük ölçüde artırmak için bir planı var. Bu plana göre algleri CO2 (başlıca sera
gazı) ve lağım suyu gibi organik malzemelerle besleyecekler. Bu sayede algler kendiliğinden
biyoyakıt üretebilecek ve çevre temizliğine katkıda bulunacak. Alternatif yakıtlar dünyasında,
belki de tatlı su alginden daha çevreci bir şey yok. Virginia Üniversitesi’nden, disiplinlerarası
araştırma grubunun üyesi Lisa Colosi’nin yaptığı açıklamaya göre biyoyakıt olarak alglerin
üzerinde yapılan ve hâlâ da süren araştırmalarda, algler doğal ortamlarına benzer bir ortamda
incelendi. Suda ve asıl olarak atmosferden aldıkları karbon dioksit ve güneş ışığı gibi doğal
girdilerle beslenerek büyümeye bırakıldılar. Bu yaklaşım daha az yağ salgılanmasına algin
ağırlığının yaklaşık yüzde biri kadar- yol açtı. Colosi, Virginia Üniversitesi ekibinin, algler
daha çok karbon dioksit ve organik maddeyle beslenirse, üretilen yağ miktarının algin
ağırlığının yüzde kırkı kadar artabileceği yolunda bir hipotezi olduğunu söylüyor.
Alglerin aldığı CO2 ya da işlenmemiş katı atık miktarının artırılmasıyla daha çok
geliştiğinin kanıtlanması, endüstride ekolojik kullanım olanaklarını kanıtlayacak. Yani katıları
işlemenin çok pahalı olduğu atık suların işlenmesine yardımcı olmak ve karbon dioksit
salımını azaltmak. “Endüstriyel ekolojinin temel ilkesi, atıklarımızı yararlı bir şeyler elde
edebilmek için kullanmaya çalışmak.” diyor. Bu araştırma tam da biyoyakıt olarak alglerin
kullanılmasının sağlayacağı yararı gösterecek.
5.2.MĐKROALG ÇEŞĐTLERĐ
Yosundan biyodizel elde etme projesinin en can alıcı noktası doğru yosun tipini
seçmektir. Bitkisel yağ elde edilebilecek binlerce yosun tipi bulunmasına karşın, araştırma
- 26 -
şirketleri birkaç türün üzerinde duruyor. Burada önemli olan en fazla yağ içeren yosunu
bulmaktır.Çizelge 5.1'de bazı mikroalglerin yağ yüzdeleri verilmektedir.
Çizelge 5.1.Bazı mikroalg çeşitlerinin % kuru ağırlık cinsinden yağ içeriği miktarları [15]
Aslında ne üretim alanı, ne su ve ne de üretimde gerekli gübre – ilaç girdilerine fazlaca
gereksinim duymayan bu biyoyakıt kaynağı algler; ilaç ve fonksiyonel besin endüstrisinin
hammaddesidir. Dünya ilaç piyasalarında anti kanser kategorisinden başlayarak birçok ilacın
hammaddesi, alglerin farklı türlerinden biridir. Türkiye’den sadece bir örnek: Ege Üniversitesi’nde
geliştirilen “Spirulina” ticarileştirilmiştir.
Güney Sahra'nın yerlilerinin Çat Gölü çevresinnde oluşan Spirulina mavi alglerini
güneşte kuruttuktan sonra sebze olarak yediklerinin gözlenmesi sonucu Fransız Petrol
Enstitüsü, 1965'den sonra bu mikroalglerin üzerinde araştırmalara başlanmıştır. Güney
Fransa, Cezayir, Meksika'daki deneme tesislerinde tatlı su-tuzlu su karışımında yetişen
Spirulina alglerinin birim alana vermiş olduğu proteinin çok yüksek olduğu saptanmıştır.
1950 de Biyolojik Karbon Araştırma Đstasyonundan E.E. Meffert, yeşil mikroalglerin
açık havadaki su havuzlarında kültür yabancı alglerle kirlenmeden ve başka infeksiyonlarla
bozulmadan yetiştirilebileceğini saptamıştır. Meffert, kısa süre sonra yeşil alg Scenedesmus
- 27 -
276-3 a'nın açık alanda büyük miktarda iyi yetiştirildiğini saptadı. Bu tatlı su alg mikroskopta
eğilmiş iğ şeklinde hücrelerden oluşmuş küçük koloniler halinde görülür.
Đnsanlar tarafından tüketilen çok sayıda Cyanophyte türü mevcuttur. Ticari deniz
kültürü çalışmalarında en sık kullanılan türler diatomlardan Skeletonema costatum
Thallassiosira pseudorona Chaetoceros calcitians Cgracilis Flagellatlardan Isochrysis
galbana Tetraselmis suecica Monochrysis lutheri ve Chlorococcalean Chlorella türleridir.
Scenedesmus acutus insanlar için nitelik bakmından en iyi bitkisel protein kaynağıdır. Bir
yetişkin insanın protein gereksinimini karşılamak için günde 60-80 g iyi hazırlanmış mikroalg
yeterlidir.
5.3.MĐKROALG ÜRETĐMĐ VE BĐYOKÜTLE ELDESĐ
Dış mekânlarda mikroalg üretim sistemleri, doğal gölet, havuzlar ve tanklar
(konteynırlar) olmak üzeredir. Bununla birlikte tübüler fotobiyoreaktörler ve düz- levha
fotobiyoreaktörleri de mikroalg üretiminde yeni tasarımları oluşturmaktadır.
Đç mekânlardaki mikroalg üretim sistemleri, iç mekânlarda küçük ölçekli torbalarda
mikroalg üretim sistemleri, kapalı ortam koşullarındaki büyük ölçekli “Big Bag” sistemler,
tübüler fotobiyoreaktörler, düz-levha fotobiyoreaktörleri olarak bilinmektedir.
5.3.1.Yetiştirme Havuzları (Raceway Ponds)
Yetiştirme havuzları mikroalg kültürü yetiştirmek amacıyla kullanılan bir
yöntemdir.Bu havuzlar oval şeklinde kanallar içeren dikdörtgen ızgaralara ayrılmış ve
hareketli çarklarla suyun sürekli deviniminin
sağlandığı özel havuzlardır.Her dikdörtgen
ızgarada sirkülasyonu sağlayan bir adet çark
(paddle wheel) bulunur.Birçok yetiştirme havuzu
karmaşık görüntüsü ile bir labirente benzer.
Bir yetiştirme havuzu yaklaşık 0.3 m derinliğinde
kapalı döner kanallardan oluşur.Karıştırma ve
deveran (sirkülasyon) hareketli bir çark tarafından
- 28 -
yapılır.Çark hareket ederek havuzda oluşabilecek çökelmeyi engeller.Akış, dirsekler etrafında
kanalın içinde yer alan engeller tarafından yönlendirilir.Kanalların yapımında beton veya
sıkıştırılmış toprak kullanılır. [15]
Şekil 5.1. Mikroalg kültürü yetiştirme havuzları
Dış mekanlardaki mikroalg üretim sistemlerinin iç mekandaki sistemlere göre en
önemli ve en belirgin farkı, alg kültürlerinin doğrudan çevre etkilerine maruz bırakılmasıdır.
Günümüzde mikroalgleri yetiştirmek için kullanılan kültür sistemleri genel olarak yeterli
gelişmemiştir. Mesela, Dunaliella salina, Chlorella ve Spirulina hiçbir yapay karışım
olmaksızın üstü açık, sığ ve geniş dairesel havuzlarda karışımı sağlanarak üretimi
yapılabilmektedir. Güney Japonya’da dairesel üretim havuzlarında Chlorella’nın üretimi,
Hindistan’da Spirulina’nın büyütme havuz modelinde üretimi yapılabilmektedir. Teknik
karmaşıklığı göz önünde bulundurulursa, açık havuz sistemleri büyük ölçüde çeşitlilik
gösterebilir. Bunun nedeni ise bu sistemlerin ekonomik olması; iç mekân kültür sistemlerinin
ise daha fazla teknolojik bilgiyi alt yapıyı gerektirmesi ve bu nedenle daha pahalı oluşudur.
Buna rağmen, sadece az sayıda alg türü dış mekân sistemlerinde başarılı bir şekilde
yetiştirilebilmektedir. Ayrıca, kültürün kirletici etmenlerce kontamine olması mümkündür.
- 29 -
5.3.2.Fotobiyoreaktörler
Fototrofik mikroorganizmaların üretimi için kullanılan teknik tasarımlardan oluşan
sistemler fotobiyoreaktörler olarak adlandırılır. Bu sistemlerin çeşitli tasarımları dikkate
alınarak üretim verimliliği ve ekonomik olarak uygulanabilirliliği araştırılmalıdır. Son
zamanlara kadar açık havuz sistemleri mikroalg üretimi için en çok kullanılan sistemlerdi,
ancak eczacılık ve kozmetik alanındaki uygulamalarda mikroalgden yüksek kalitede ürünlerin
hazırlanmasına yönelik tasarımlar sadece kapalı fotobiyoreaktörlerle uygulanabilir.
Dış mekândaki
fotobiyoreaktör, mikroalg üretimi
için tasarlanmış, güneş ışığının
yeterli olduğu dış mekânlarda,
saydam silindirik borular içinde
algin bulunduğu, sürekli dolaşım
sistemine dayanan bir modeldir.
Ticari ölçekli mikroalg üretimi
için genelde üretim çiftlikleri
tübüler fotobiyoreaktörleri tercih
etmektedir. Bunun nedenleri ise,
üretimin kontrol altında
tutulabilmesi, üretimi önceden tahmin edebilme, yer-işçilik bakımından ekonomik yararlar
sağlamadır. Tübüler fotobiyoreaktörde şeffaf boru biçimindeki reaktörler büyük ölçekli
olarak geliştirilebilir.
Biyoreaktörler farklı şekillerde tasarlanarak yani boru şeklindeki şeffaf tüpler
uzunlamasına sayıları arttırılarak daha büyük ve kapsamlı sistemler inşa edilebilir. Diğer
önemli husus ise, alglerin biyoreaktör içerisinde pompa yardımıyla dolaşımını temin
etmektir. Biyoreaktörde dolaşımı temin etmek için en basit ve en ucuz pompa diyafram
pompadır. Ancak diyafram pompaların büyük ve gelişmiş yapılı olanları pahalıdır. Algler
özellikle sert hücre yapısına sahip Nannochloropsis sp., Chlorella sp. gibi türler ile
Tetraselmis, Isochrysis gibi disk şeklinde hücre yapısı olan alg türleri için peristaltik
pompalar daha uygunken, bu mikroalg türlerinin fotobiyoreaktörde istenilen yoğunlukta
üretimi de sağlanabilmektedir.[16]
- 30 -
Çizelge 5.2.Fotobiyoreaktör ve yetiştirme havuzunun karşılaştırılması [15]
5.4.MĐKROALGAL BĐYODĐZEL ÜRETĐMĐNĐN EKONOMĐK YÖNDEN ĐNCELENMESĐ
Fosil yakacakların giderek azalması, pahalılık ve enerji alanındaki siyasi tutarsızlıklar
nedeniyle , taşınabilir sıvı yakacakların potansiyel piyasası trilyon dolar değerindedir. Bu
piyasa mısır ve şekeri baz alan etanol üretimi tarafından paylaşılmaktadır. Fakat etanolün bir
litresi aynı hacimdeki benzinin içerdiği enerjinin sadece üçte ikisini içermektedir. Bu nedenle
alkolün, taşıma endüstrisinin büyük bir bölümünü oluşturan hava araçları ve ağır taşıtlar için
yakıt olarak kullanılması uygun değildir. Enerji zengini yağ üreten bitkilerden (soya fasülyesi
ve palm yağı gibi) elde edilen biyodizel bu alanlar için çok daha uygundur.Fakat bu
bitkilerden her yıl hektar başına 5930 litre yakıt üretilmektedir (DOE's 2010 National Algal
Biofuels Tecnology Roadmap verilerine göre).
- 31 -
Diğer yandan hızlı büyüme yeteneğine sahip alglerden her yıl hektar başına 9353 litre
ile 60787 litre arasında yakıt elde edilir. Türkiye'de elde edilen biyodizel ve diğer yakıt
dağılımlarına ilişkin grafik Ek-A'da verilmiştir.( Ek-A Türkiye'nin Biyodizel Projeksiyonu
[17] )
Bunun yanında bazı alg yetiştiricileri alg üzerinde bazı biyolojik değişiklikler yaparak
bu verimi arttırma çabasındadır.Diğer bitkilerden farklı olarak bazı alg türleri tatlı sularda,
tuzlu sularda veya kirlilik tehdidi altındaki sularda rahatça yetiştirilebilir.Ayrıca diğer
biyoyakıt kaynaklarından farklı olarak uzun vadede yiyecek kıtlığı da yaratmamaktadır.Buna
rağmen alglerin de dezavantajları bulunmaktadır.Bunlardan ilki; elde edilen algin hacmi
yetiştirildiği suyun hacminin %0,1 'idir.Bu da toplanan bir kilogram algin yaklaşık olarak
1000 kilogram veya daha fazla bir su kütlesinden elde edildiğini ifade etmektedir.
Alg toplanmakta, yağı ekstrakte edilmekte ve son olarak yakıt elde edilmesi için bazı
işlemlere tabi tutulmaktadır.Tüm bu işlemler sonunda biyodizelin hammaddeye bağlı olarak
litre maliyeti 70-85 cent arasında değişen biyodizelin litresi Türkiye'de 1.2-1.4 YTL+ %18
KDV ile satılmaktadır.
Türkiye'nin tüm akaryakıt ihtiyacının biyodizel ya da biyobenzin ile karşılanması
mümkün olmasa da, her yıl 1 milyar dolarlık yağ ithalatı yapan Türkiye'nin ithal hammadde
üretimi yapması gerekmektedir. Đthal hammadde ile üretim yapılması halinde döviz ve vergi
kaybı da azaltılabilir.Türkiye yağ bitkileri üretim miktarı verileri ile Türkiye'de tarım
bölgelerine göre ürün deseni ve biyodizel potansiyelimiz Ek-A 'da gösterilmiştir.
Ülkelerin enerji kaynakları konusundaki politikalarını yönlendiren başlıca olgu
teknoloji maliyetleri olduğundan bu teknolojileri satın almaktan ziyade üretimi ile ilgilenmek
akılcı bir yaklaşım olacaktır. Türkiye’de yıllık toplam güneşlenme süresinin 2.640 saat, bir
başka deyişle elde edilebilecek ortalama enerjinin 3,6 kWh/m2·gün olduğu EĐE Genel
Müdürlüğü tarafından bildirilmiştir. Bu durumda mikroalg üretimi için gerekli enerji olan
güneş enerjisi açısından son derece zengin olan ülkemiz için bu alanda yapılacak bilimsel
çalışmalar üretime geçiş yolunda ışık tutacaktır.
- 32 -
6. SONUÇ
Bütün dünyada olduğu gibi Türkiye’de de enerji açığı yaşam standartlarının artması ve
artan sanayileşme neticesinde giderek büyümektedir. Ayrıca hızlı bir şekilde atmosferde
artmakta olan karbondioksitin yarattığı küresel ısınma gelecekte çevre ve insan sağlığı
açılarından korkulacak durumların ortaya çıkmasına sebep olacak boyuttadır. Bu yüzden
fotosentezle elde edilebilecek bir enerji kaynağı, karbon-nötr ve yenilenebilir olması dolayısı
ile, fevkalade dikkat çekicidir. Alglerden geniş çapta enerji üretimi ancak bu prosesin
ekonomik açıdan petrol bazlı dizel ile rekabet edebilecek seviyeye getirilmesiyle mümkün
olacaktır. Bu sebeple mikroalglerin evsel atıksu ve baca gazı kullanılarak üretilmesiyle ilgili
yapılacak bilimsel çalışmaların artmasının proses maliyetlerinin en aza indirgenmesi
konusunda çözüm olacağı ve ancak entegre üretim tesisleriyle algal biyodizel üretiminin
mümkün kılınacağı öngörülmektedir.
- 33 -
KAYNAKLAR
1. Acaroğlu, M., “Biyomotorin Yakıtı”, Alternatif Enerji Kaynakları, Atlas Yayın
Dağıtım, Đstanbul, 75-78, 229-256 (2003).
2. Erdoğan, S., “Alternatif Enerji Kaynakları ve Türkiye’nin Enerji Potansiyeli”, 3E
Dergisi, 110 (2003).
3. Karaosmanoğlu, F., “Biyokökenli Endüstriyel Ürünler-1: Yakıt Alkolü”, 3E
Dergisi, 134 (2005).
4. “T.C. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı Basın Merkezi”,
http://www.enerji.gov.tr (2005). (Erişim Tarihi: 20.11.2011)
5. Howell, S.,''U.S Biodiesel Standards An Update of Current Activities” SAE Paper (1997).
6. Akgün N.A., Kalpaklı Y.K., Özkara, N., “Enerji Gündemindeki Konu: Biodizel”, Kimya
Teknolojileri, 50 (2005).
7. “Türkiye Odalar ve Borsalar Birliği”,
http://www.tobb.org.tr (2007).(Erişim Tarihi:28.10.2011)
8. Afacan, T., “Türkiye’deki Biyoyakıtların Gelişimi, Uygulamalar, Sorunlar ve Öngörüler”,
10.Enerji Kongresi, Đstanbul, 23-25 (2006).
9. Karahan, S., “Biyodizel Kalitesi ve Biyodizel Kalitesinin Dizel Motorlara Etkileri”,
Biyodizel Çalıştayı, Ankara, 18-20, 49 (2005).
10. Çaynak, S., “Pirina Yağının Tranesterifikasyonu ile Biyomotorin Sentezinin
Optimizasyonu ve Performans Özelliklerinin Değerlendirilmesi”, Yüksek Lisans Tezi, Gazi
Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 49-66 (2005).
11. http://kfbd.giresun.edu.tr/fileadmin/user_upload/2010_sonbahar/8-
(Erişim Tarihi : 15.10.2011)
12. http://www.eie.gov.tr/turkce/YEK/biyoenerji/02-biyodizel/bd_uretim.html
(Erişim Tarihi:15.10.2011)
13. Acaroğlu, M., “Biyomotorin Yakıtı”, Alternatif Enerji Kaynakları, Atlas Yayın Dağıtım,
Đstanbul, 75-78, 229-256 (2003).
- 34 -
14. Keskin, A., “Tall Yağı Esaslı Biyodizel ve Yakıt Katkı Maddesi Üretimi ve Bunların
Dizel Motor Performansı Üzerindeki Etkileri”, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri
Enstitüsü, Ankara, 22-35 (2005).
15.Yusuf Christi, ''Biodiesel from Microalgae'', Institute of Technology and Engineering,
Massey University,New Zealand (2007)
16.Kargın Yılmaz H.,''Mikroalg Üretimi Đçin Fotobiyoreaktör Tasarımları'',Mersin
Üniversitesi Su Ürünleri Fakültesi,Mersin (2006)
17. http://www.enerji.gov.tr
(Erişim Tarihi:27.11.2011)
18. http://www.zmo.org.tr , BİYODİZEL : ”KURTULUŞ REÇETESİ” DIŞA BAĞIMLILIK ARACI MI
OLUYOR? (Erişim Tarihi: 13.12.2011)