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)