Biyoetanol
Biyoetanol Nedir?
Hammaddesi şeker pancarı, mısır, buğday ve odunsular gibi ŞEKER, NİŞASTA VEYA SELÜLOZ özlü tarımsal ürünlerin fermantasyonu ile elde edilen ve benzinle belirli oranlarda harmanlanarak kullanılan alternatif bir yakıttır.
• Biyoetanol berrak, renksiz ve karekteristik bir kokuya sahip sıvıdır,
• Biyoetanol yüksek oktanlı bir yakıttır (113),
• Biyoetanolün kaynama noktası 78,5°C, donma noktası -114,1°C dir,
• Biyoetanol 20 °C de 0,789 gr/ml yoğunluğa sahiptir,
• Biyoetanol içten yanmalı motorlara herhangi bir modifikasyona ihtiyaç duyulmadan %10 miktarında harmanlanarak kullanılabilir,
• Biyoetanolun en yaygın iki kullanım şekli E-10 ( % 10 Biyoetanol+ %90 Benzin) ve E-85 ( % 85 Biyoetanol+ %15 Benzin) 'dir.
Biyoetanol Benzin İle Harmanlandığında;
• Biyoetanol yakıtlarda oktan artırmak amacı ile kullanılan benzen, metil tersiyer bütil eter (MTBE) gibi kanserojen maddelerin çevreci alternatifidir,
• Biyoetanol benzin ile harmanlanma oranına göre 2-3 puanlık bir oktan artışı sağlayarak motorun performansını yükseltir,
• Biyoetanol 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
• Odunsular
Tarımsal Atıklar
Biyoetanol Üretim Yöntemi
| BİYOETANOL'ün ÜRETİM AŞAMALARI |
|
Biyoetanol üretimi; nişastanın önce şekere, daha sonra da şekerin doğrudan fermente edilmesiyle biyoetanole dönüştürülmesi ile sağlanır. |
| 1- HAZIRLAMA • 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 biyoetanol 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- DİSTİLASYON • Fermantasyon sonucu elde edilen bulamaç distile edilerek içindeki biyoetanol ayrıştırılır. Bu ayrıştırma işlemi distilasyon kulelerinde sıvının ısıtılması ile sağlanır. • Distilasyon sonucu %95-96 oranında biyoetanol, fermantasyondan gelen bulamaçtan ayrıştırılmış olur. • Ayrıştırılan bu biyoetanol içindeki su, moleküler elek teknolojisi yardımı ile süzülerek biyoetanolün saflığını %99,80-99,95'e kadar yükseltilir. |
Biyoetanolün Yakıt Özellikleri
ETANOL VE DİĞER YAKITLARIN YAKIT ÖZELLİKLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI
| Özellik | Metanol | Etanol | Benzin (87 oktan) |
E85 |
| Kimyasal Formül | CH3OH | C2H5OH | C4-C12 Zinciri | * |
| Ana Maddeler (% ağırlık) |
38C, 12H, 50O | 52C, 13H, 35O | 85-88C, 12-15H | 57C, 13H, 30O |
| Oktan (R+M)/2 | 100 | 98-100 | 86-94 | 96 |
| Alt Isı Değeri (Btu/lb) |
8,570 | 11,500 | 18,000-19,000 | 12,500 |
| Galon Eşdeğeri | 1,8 | 1,5 | 1 | 1,4 |
| Benzine Göre Galon Başına Yapılan mil | %55 | %70 | --- | %72 |
| Üretim İçin Bağıl Tank Boyutu | 1,8 kat büyük | 1,5 kat büyük | 1 | 1,4 kat büyük |
| Reid Buhar Basıncı (psi) | 4,6 | 2,3 | 8-15 | 6-12 |
| Tutuşma Noktası: Havadaki Yakıt (%) Sıcaklık (oF) |
7-36 800 |
3-19 850 |
1-8 495 |
* * |
| Özgül Ağırlık (60-65oF) |
0,796 | 0,794 | 0,72-0,78 | 0,78 |
| Soğukta Çalışma | Zayıf | Zayıf | İyi | İyi |
| Araç Gücü | %4 güç artışı | %5 güç artışı | Standart | %3-5 güç artışı |
| Teorik Hava/Yakıt oranı (ağırlık) | 6,45 | 9 | 14,7 | 10 |
| * Hidrokarbon oranının tipi ve yüzdesine bağlı. | ||||
Fiyat Analizi
BİYOETANOL VE PETROL KÖKENLİ AKARYAKIT MALİYETLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI (2004)
| Ülkeler | Biyoetanol Üretim Maliyeti (US$/litre) | Benzin Maliyeti (US$/litre) | Motorin Maliyeti (US$/litre) | |||||||
| Buğday | Mısır | Şeker Kamışı | Şeker Pancarı | Vergili | Vergisiz | Bölgesel Tedarik Maliyeti | Vergili | Vergisiz | Bölgesel Tedarik Maliyeti | |
| Amerika | 0.545 | 0.289 | - | - | 0.540 | 0.384 | 0.311 | 0.570 | 0.373 | 0.301 |
| Kanada | 0.563 | 0.335 | - | - | 0.680 | 0.401 | 0.311 | 0.680 | 0.391 | 0.301 |
| EU-15 | 0.573 | 0.448 | - | 0.560 | 1.316 | 0.406 | 0.311 | 1.286 | 0.396 | 0.301 |
| Polonya | 0.530 | 0.337 | - | 0.546 | 1.200 | 0.392 | 0.311 | 2.090 | 0.382 | 0.301 |
| Brezilya | - | - | 0.219 | - | 0.840 | 0.394 | 0.311 | 0.490 | 0.384 | .301 |
Biyoetanol'ün 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 • CO 2 ticareti için • Buhar enjeksiyonlu gaz türbinlerinde • Kombine çevrimli güç santrallarında • 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+klörür |
Biyoetanolün Çevresel ve Toplumsal Etkileri
| • 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 biyoetanol karışımları azot oksit emisyonlarında 20%'e kadar düşüş sağlar, • Yüksek seviyeli biyoetanol karışımlarının kullanılması ile Uçucu Organik Madde (VOCs)'lerde 30% ve üstü azalma sağlanmaktadır (VOC's yer seviyesi ozon tabakasının oluşmasının en önemli sebeplerindendir), • Biyoetanol kanserojen etkisi bulunan benzen ve butadin emisyonlarını 50% oranında azaltır, • Biyoetanol, sülfür dioksit ve partikül emisyonlarında belirgin bir düşüş sağlar. |
| BİYOETANOLÜN TOPLUMSAL FAYDALARI |
|
Yerli Hammadde Kaynaklarından Üretilecek Biyoetanol: • 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. |
Dünya ve AB Biyoetanol Üretimi
| DÜNYA ÜLKELERİNDE 1975 - 2005 YILLARI ARASINDA BİYOETANOL ÜRETİMİNDEKİ ARTIŞ TRENDİ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DÜNYA ÜLKELERİNDE 1975 İLE 2005 YILLARI ARASINDA DÜNYA BİYOETANOL ÜRETİM MİKTARI | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Kaynak: F.O. Licht, World Ethanol and Biofuels Report , 26 April 2006 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
DÜNYA ÜLKELERİNDE 2005 YILINDAKİ BİYOETANOL ÜRETİM MİKTARLARI |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Kaynak: F.O. Licht, World Ethanol and Biofuels Report , 26 April 2006 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
AB ÜLKELERİNDE 2004 – 2005 YILLARINDA GERÇEKLEŞEN BİYOETANOL ÜRETİM MİKTARLARI (TON) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Kaynak: EurObserv, ER 2006, EBIO, UEPA |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Dünyada Biyoetanol Mevzuat Uygulamaları
BREZİLYA: En büyük biyoetanol üreticisidir. 1970 yılında “Yakıt Alkolü Programı” yürürlüğe girmiş, 1990 yılında alkol fiyatları serbestleştirilmiştir. Hükümet tarafından konan vergi muafiyetleri ve destekler ile biyoetanol üretimi desdeklenmektedir.
AMERİKA: İkinci en büyük biyoetanol üreticisidir. Etanol üreticilerine ek teşvikler ve teşvik edici vergiler uygulanmaktadır. Yenilenebilir yakıt standartları ve yasal düzenleme mevcuttur, Gasohol kullanımı yaygındır. 2012'ye kadar 22 milyon ton biyoetanol harmanlanması zorunludur.
AVRUPA BİRLİĞİ: Biyoyakıt kullanımında biyoetanolün %20 paya sahiptir. 2006 yılı üretimi 1592 milyon litredir. Önde gelen ülkeler Almanya, İspanya, Fransa olup AB ülkelerinde teşvik edici vergi muafiyetleri uygulanmaktadır.
HİNDİSTAN: 2002 yılında E5 satışı hükümet tarafından onaylanmış, 2003 yılında bazı bölgelerde E5 satışının zorunlu hale getirilmiştir.
TAYLAND: E10'un benzin vergisine tabi tutulmaması ve biyoetanol üretimi yapan yerlere 8 yıllık vergi muafiyeti gibi teşvikler uygulanmaktadır.
KANADA: 2010 yılında benzin tüketiminin %35'inin E10 olarak kullanılması hedeflenmiştir.
ÇİN : Devlet desteği ile 4 biyoetanol üretim tesisi kurulmakta, Çin etanol üreticisi ile Brezilya şeker kamışı işleyicileri tarafından ortak şeker kamışı işleme tesisi kurma çalışmaları devam etmektedir.
JAPONYA : 2003 yılında E3 satışına izin verilmiş, Petrobras ile Mitsubushi firmalarının etanol üretmek üzere fizibilite çalışmaları yapmaktadır.
Türkiye'nin Biyoetanol Projeksiyonu
| TÜRKİYE'nin BİYOETANOL PROJEKSİYONU |
| TÜRKİYE'DE AKARYAKIT TÜKETİMİ VE BİYOETANOL KURULU KAPASİTE KOMPOZİSYONU |
 |
| DÜNYA ÜLKELERİ VE ÜLKEMİZDE BİYOETANOL HAMMADDESİ ÜRETİMİ KARŞILAŞTIRMALARI |
| 2005 YILI MISIR ÜRETİMİ |
 |
| 2005 YILI BUĞDAY ÜRETİMİ |
 |
| 2005 YILI ŞEKER PANCARI ÜRETİMİ |
 |
Gazlaştırma Prosesleri
|
BİYOKÜTLE GAZLAŞTIRMA PROSESİ |
 |
|
Gazlaştırma Ünitesinin Kesit Görünüşü |
 |
|
BÜYÜK ÖLÇEKLİ BİYOKÜTLE GAZLAŞTIRMA TESİSİ |
 |
|
BÜYÜK ÖLÇEKLİ KENTSEL ATIK GAZLAŞTIRMA ÜNİTESİ |
 |
