Biyoetanol, hammaddesi şeker pancarı, mısır, buğday ve odunsular gibi şeker, nişasta veya selüloz özlü tarımsal ürünlerin fermantasyonu ile elde edilen ve benzinle belirli oranlarda harmanlanarak kullanılan alternatif bir yakıttır.
Biyoetanol berrak, renksiz ve karakteristik bir kokuya sahip bir sıvıdır. Yüksek oktanlı bir yakıttır (113) olup kaynama noktası 78,5°C, donma noktası -114,1°C dir. Biyoetanol 20 °C de 0,789 gr/ml yoğunluğa sahiptir. İçten yanmalı motorlara herhangi bir modifikasyona ihtiyaç duyulmadan %10 miktarında harmanlanarak kullanılabilir. Biyoetanolün en yaygın iki kullanım şekli,
• E-10(%10 Bioetanol+ %90 Benzin) ve
• E-85(%85 Bioetanol+ %15 Benzin)’dir.
Biyoetanol Benzin İle Harmanlandığında;
• Bioetanol yakıtlarda oktan artırmak amacı ile kullanılan benzen, metil tersiyer bütil eter (MTBE) gibi kanserojen maddelerin çevreci alternatifidir,
• Bioetanol benzin ile harmanlanma oranına göre 2-3 puanlık bir oktan artışı sağlayarak motorun performansını yükseltir,
• Bioetanol donmayı engeller, motorun daha serin ve enjektörlerin daha temiz kalmasını sağlar.
Biyoetanolün Elde Edilebildiği Hammadde Kaynakları
• Şeker Pancarı
• Şeker Kamışı
• Mısır
• Tatlı Sorgum
• Patates
• Buğday
• Tarımsal Atıklar
• Odunsular
Biyoetanolün Yakıt Özellikleri
Biyoetanolün Üretimi
Nişastanın önce şekere, daha sonra da şekerin doğrudan fermente edilmesiyle biyoetanole dönüştürülmesi ile sağlanır.
Biyoetanol Üretim Aşamaları
1-Hazırlama
Hazırlama sürecinde biyoetanol üretimi için kullanılacak olan nişasta kaynağı (buğday, mısır, şeker pancarı vb.) çekiçli değirmenden geçirilerek öğütülür ve enzim yardımı ile hücresel yapısı parçalanır (liquefying enzyme). Bu şekilde içindeki nişastanın ortaya çıkması ve biyoetanol üretimi için daha iyi bir verim elde edilmesi sağlanır. Ortaya çıkan bu nişasta bir başka enzim yardımı ile şekere çevrilir (saccarifaction enzyme). Üretimin bu noktasında parçalanmış nişasta kaynağı, enzim ve sudan oluşmuş bir bulamaç halindeki sıvı, içine maya konularak bir sonraki işlem olan fermantasyon ünitesine aktarılır.
2-Fermantasyon
Fermantasyon sürecinde eklenen maya bulamaçta bulunan şeker moleküllerini bioetanol moleküllerine çevirir. Bu işlem 60 – 80 saat arası sürer. Mayanın yüksek verimle çalışması için gereken koşullar bu süre boyunca denetlenir. Fermantasyon sonunda bulamacın içinde %10-12 arası biyoetanol elde edilmesi hedeflenir. Ayrıca fermantasyon süresince açığa çıkan karbondioksit de ayrılmış olur.
3-Distilasyon
Fermantasyon sonucu elde edilen bulamaç distile edilerek içindeki biyoetanol ayrıştırılır. Bu ayrıştırma işlemi distilasyon kulelerinde sıvının ısıtılması ile sağlanır. Distilasyon sonucu %95-96 oranında bioetanol, fermantasyondan gelen bulamaçtan ayrıştırılmış olur. Ayrıştırılan bu biyoetanol içindeki su, moleküler elek teknolojisi yardımı ile süzülerek bioetanolün saflığını %99,80-99,95’e kadar yükseltilir.
Biyoetanolün Kullanım Alanları
Ulaştırma Sektörü
• Benzin ile karıştırılarak
• Dizel motorlarda katkı maddesi olarak
• Son teknolojik araçlarda (hibrid, yakıt hücreli)
• Tarım makinalarında
Kojenerasyon Ünitelerinde
• Fosil yakıtlı tesislerdeki NOx emisyonlarının azaltılması
• CO2 ticareti için
• Buhar enjeksiyonlu gaz türbinlerinde
• Kombine çevrimli güç santrallerinde
• Dizel güç jeneratörlerinde
• Küçük kojenerasyon (veya soğutma) Stirling sistemleri
• Suyun tuzluluğunun giderilmesinde(1 ton etanolle 600- 100 m 3 su tuzdan. ayrıştırılabiliyor)
Küçük Ev Aletlerinde
• Fırınlarda
• Aydınlatmada
• Isıtma ve soğutma aygıtlarında
• Besinlerin saklanmasında (soğutma)
Kimyasal Ürün Sektörü
• Etilen üretiminde
• Hidrojen üretimi
• Glikol eterler
• Etil akrilat
• Asetik asit
• Etil asetat
• Aset aldehit
• Etil eter
• Etil+klörü
Biyoetanolün Çevreye Olan Faydaları
• Biyoetanol yakıt içindeki oksijen seviyesini arttırmanın en kolay şeklidir. Yakıtın oksijen seviyesini arttırmak, yakıtın daha verimli yanmasını sağlayarak, egzoz çıkışındaki zararlı gazları azaltır,
• Biyoetanol yakıtlarda oktan artırmak amacı ile kullanılan benzen, metil tersiyer bütil eter (MTBE) gibi kanserojen maddelerin çevreci alternatifidir,
• Biyoetanol egzoz emisyonlarını azaltır,
• Biyoetanol karışımları, ozon tabakasının azalmasına yol açan, hidrokarbon emisyonlarında büyük ölçüde düşüş sağlar,
• Yüksek seviyeli bioetanol karışımları azot oksit emisyonlarında %20’ye kadar düşüş sağlar,
• Yüksek seviyeli bioetanol karışımlarının kullanılması ile Uçucu Organik Madde (VOCs)’lerde %30 ve üstü azalma sağlanmaktadır (VOC’s yer seviyesi ozon tabakasının oluşmasının en önemli sebeplerindendir),
• Bioetanol kanserojen etkisi bulunan benzen ve butadin emisyonlarını %50 oranında azaltır,
• Bioetanol, sülfür dioksit ve partikül emisyonlarında belirgin bir düşüş sağlar.
Biyoetanolün Toplumsal Faydaları
• Tarım ürünleri için katma değeri yüksek yeni bir pazar oluşturarak, etanol hammaddesi olarak kullanılan bitkilerin tarımının gelişmesine katkı sağlar,
• Enerji amaçlı tarım faaliyetlerinin gelişmesi ile yeni ve yerli yatırım – istihdam olanakları sağlar,
• Enerji amaçlı tarım yapan çiftçi gelirlerinde ve refah düzeylerinde artış görülür,
• İthal petrol ihtiyacına alternatif yerli, yenilenebilir ve stratejik bir enerji kaynağı oluşturur,
• Biyoetanol, fosil yakıtların aksine, yenilenebilir kaynaklardan üretilen bir yakıttır. Üretim kısıtlaması yoktur ve doğadaki karbon dengesini bozmaz,
• Biyoetanol doğaya zarar vermeden çözünür,
• Biyoetanol ihtiva ettiği yüksek oksijen seviyesi sayesinde karbon monoksit seviyesini 25-30% arasında azaltır. Bu herhangi başka bir oksijen zenginleştirici katkıdan daha yüksektir. Karbon monoksit hava kirliliğine yol açan zehirli bir gazdır. Özellikle araçların düşük sıcaklıklarda çalıştığı zamanlarda daha çok ortaya çıkar. Biyoetanol, CO seviyesinde, daha iyi bir yanma sağlayarak azalmaya yol açar.
• Bu da toplum ve çevre sağlığını tehdit eden unsurlar açısından çok büyük avantaj sağlamaktadır.
Kaynak: Yenilenebilir Enerji Genel Müdürlüğü