Yenilenebilir Hedeflere Bir Adım Daha: Biyokütle Enerjisiyle Çalışan Santraller

14 Nisan 2020

David Bowie, Madonna ve Prince’in ünü ile yarışan ve modern dünyanın yeniden icat edilen harikası: Japon enerji sektörü. 2011’den önceki yıllarda, fosil yakıtlar ve nükleer enerji ülkenin enerji santrallerinin önde gelen oyuncularıydı ve ada ulusunun elektriğinin %90’ına yakınını üretiyordu; ancak 2011’deki yıkıcı tsunaminin ardından, Japon yetkililer ülkenin elektriğinin %30’unu karşılayan 11 nükleer santrali kapattı. Bunun sonucu olarak da ülkenin enerji santrallerinde kullanılan sıvılaştırılmış doğal gazın, akaryakıtın ve kömürün ithalatı arttı.

Bu durum, Japon elektrik sektörünün karbon ayak izi üzerinde oldukça olumsuz bir etkiye sebep oldu. Bu etkinin önüne geçmek için 2015’te Japon hükümeti; 2031 yılının başına kadar ülkenin yenilenebilir enerji kaynaklarından üretilen elektrik oranını %24’e çıkarmak gibi iddialı bir hedef belirledi.

Şimdiye kadar Japonya, yenilenebilir enerji üretim payını 2011 yılında %13’e çok yakın bir orana, 2018’de ise %16’ya çıkardı. Aslında esas olarak hidroelektrik, güneş, jeotermal ve rüzgâr santrallerinden oluşan nispeten “genç” Japon yenilenebilir enerji sektörü, insanlık tarihinden çok daha “yaşlı” bir teknolojiyle varlığını sürdürüyor: Biyokütle.

“Biyokütle nedir?” dediğinizi duyar gibiyiz. Kısaca bahsedelim: Biyokütle, insanların enerji üretmek için yaktıkları bitkilerden ve hayvanlardan ortaya çıkan organik malzemedir.  Bugünlerde biyokütle; odunsu ya da otsu bitkilerin yanı sıra, çürüyen yiyeceklerden ve hayvan gübrelerinden elde edilen biyogazdan oluşuyor.

Petrol, gaz veya kömür gibi herhangi bir organik maddenin yakılmasının karbondioksit yaydığı göz önüne alındığında biyokütlenin nasıl yenilenebilir bir yakıt olduğunu merak edebilirsiniz. GE Steam Power Ticari Başkanı Sacha Parneix bunun cevabını; biyokütle olarak yakılan bitkilerin, ağaçların ve ekinlerin de kısa ömürleri süresince fotosentez için karbondioksiti emmeleriyle açıklıyor. Yani bu durum, biyokütlelerin karbon emisyonlarını yakılmadan önce dengelemiş oldukları anlamına geliyor.

İnsanların yaktıkları ormanların ve şeker kamışı tarlalarının yerlerini doldurmaya devam etmesi hâlinde, biyokütle yenilenebilir bir döngünün parçası olabilir. Bu sürdürülebilir bitki ekimi bağlamında; ABD, Avrupa Birliği ve Birleşmiş Milletler bitki kaynaklı biyokütleyi yenilenebilir bir enerji kaynağı olarak kabul ediyor.

Japonya’nın doğu kıyısındaki Kamisu şehrinde gerçekleşen tam olarak da bu oldu. GE Steam Power‘ın, bitki kaynaklı biyokütle yakarak ülkenin şebekesi için 50 megavat elektrik üretecek bir enerji santralinin ana parçalarını tasarlamak, üretmek ve tedarik etmek için Hitachi Zosen Corporation ile bir anlaşma imzalandı.

Şehir; palm çekirdeği kabuklarından, palm yağı üretiminden elde edilen atık üründen ve odun peletlerinden oluşan bir karışımı yakacak. Ne zaman ki bazı sürdürülebilir dikimler ve onların atıkları güvenilir elektrik üretmek için kullanılmaya başlayacak, işte o zaman karbon nötr döngü tamamlanmış olacak.

Şunu kabul etmeliyiz, biyokütleden üretilen güç, elektrik üretiminin en ucuz yolu değil; ancak bu yöntem güvenilir bir kapasite sağlıyor ve tabii ki güneş veya rüzgar gibi diğer yenilenebilir enerji kaynaklarından gelen doğal kesintilerin sonucunda ortaya çıkan şebeke dalgalanmalarını dengeliyor. Japon yetkililer bu nedenle, jeneratörlere kilovat saat başına 24 yen ödeyerek biyokütleden elektrik üretimi için ekonomik bir teşvik sağlıyor. Parneix, “Devlet desteksiz birçok proje ekonomik olmayabilir; ancak ülke yenilenebilir enerji hedeflerine ulaşmak istiyor ve enerji üretiminin güvenilirliğine değer vermek gerekiyor” diyor.

Bitkiden elde edilen biyokütle neredeyse karbon nötrken, net karbon emisyonları ölçeğinde kömürün tam zıttı durumda. Ancak her iki yakıttan da enerji çıkarma işlemi birbirinin aynı. Palm çekirdeği kabukları ve tahta peletleri, suyu ısıtmak ve yüksek basınçta bir türbine akan buhar üretmek için bir kazanda yakılıyor ve elektrik üretmek için şebekedeki bir jeneratörü çalıştırıyor. Daha sonra buhar soğutuluyor, yeniden yoğunlaştırılarak su hâline getiriliyor ve işlemi kapalı bir su döngüsünde yeniden başlatmak için kazana geri gönderiliyor.

Bu süreçte GE benzeri görülmemiş bir deneyime sahip. GE’nin yüz yılı aşkın bir süredir buhar enerjisi teknolojisinin öncüsü olduğunu söyleyen Parneix, “Kazandaki yakıt farklı ve hatta karbon nötr olabilir; ancak tüm süreç aynıdır.” diyor.

Yine de, tüm yakıtlar aynı şekilde yanmaz. Biyokütle nispeten yavaş yanabilir ve etkili bir şekilde yanması için bol miktarda alan gerekir. Kamisu, yanmamış biyokütle parçalarını ve közleri – tıpkı bir alevi karıştırmak gibi – tamamen yanıncaya kadar değiştiren bir dolaşımlı tip akışkan yataklı buhar kazanı (CFB) kullanacak. Kükreyen bir cehennemin aksine istikrarlı, yavaş yanan ve nispeten soğuk bir yangın, aksi bir durumda yüksek alev dereceleri vasıtasıyla üretilecek istenmeyen nitrat oksitleri (NOx) en aza indirecek. Parneix, “Sıcaklık ne kadar düşük olursa termal NOx seviyeleri de o kadar düşük olur” diyor. Parneix, GE’nin biyokütle yakan dolaşımlı tip akışkan yataklı buhar kazanındaki yanmanın tipik olarak 800-850 °C civarında olduğunu söylüyor. Bu sıcaklık standart bir kazanda, 1.500 °C’ye ulaşabilir. Bu daha küçük rakamlar, yaklaşık 100.000 insanın yaşadığı Kamisu’da ve çevresinde yaşayanlar için daha temiz bir hava anlamına geliyor.

Kamisu ayrıca, baca gazındaki incecik zerreciklerin tesisin bacalarından çevredeki havaya sızmasını önleyen toz giderici filtreler ile de donatılıyor. Parneix bunların baca gazındaki tozu sürdürülebilir bir şekilde toplayan ve depolayan kumaş torbalar olduğunu söylüyor.

Biyokütle, elektrik üretim maliyetini en aza indirmeyecek; bu yüzden nakit sıkıntısı çeken ülkeler için bir seçenek olmayabilir. Parneix bu durumu kabul ediyor. Ancak, bitki kaynaklı biyokütlenin, karbondioksit emisyonlarını azaltmaya çalışan, yenilenebilir enerjilere hızlı ve sürdürülebilir bir geçiş sağlayabilecek nispeten zengin bölgelerde sahneye çıkmak için büyük bir rolü olduğu da aşikar. Parneix, “Bu, günümüzde çoğunlukla Japonya, Güney Kore, Avrupa ve Kuzey Amerika gibi OECD tipi ülkelerin neden biyokütle enerjisi için yeni inşa edilmiş kapasite planladıklarını açıklıyor.” diyor.

Yorumlar

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir