Biyokütle, bir türe veya çeşitli türlerden oluşan bir topluma ait yaşayan organizmaların belirli bir zamanda sahip olduğu toplam kütle olarak tanımlanabilir. Biyokütle aynı zamanda bir organik karbon olarak da kabul edilmektedir.
Ülkemiz, sürdürülebilir kalkınma hedefleri çerçevesinde, sahip olduğumuz enerji kaynaklarını etkin, verimli ve çevreye en az etkiyi yapacak şekilde kullanmak zorundadır.
Kalkınmanın temel girdisi olan enerji üretiminde yenilenebilir kaynaklara gereken önemi vererek ilerlemek sürdürülebilir kalkınma hedeflerine ulaşmada ihmal edilmemesi gereken bir zorunluluktur.
İklim Değişikliği
İklim değişikliği, bugün küresel ölçekte karşılaşılan en büyük sorunlarından biri olarak kabul edilmektedir. 1980’li yılların sonlarından başlayarak, insanların iklim sistemi üzerindeki olumsuz etkisini ve baskısını azaltmak için, Birleşmiş Milletlerin ve uluslararası kuruluşların öncülüğünde çalışmalar yapılmış ve sonucunda geniş bir katılımla, 1992 yılında Birleşmiş Milletler İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi (BMİDÇS), 1997 yılında Kyoto Protokolü (KP) oluşturulmuştur. BMİDÇS ve KP, bir yandan insan kaynaklı sera gazı emisyonlarını sınırlandırmaya ve azaltmaya yönelik yasal düzenlemeler getirirken, bir yandan da, uluslararası emisyon ticareti, teknoloji ve sermaye hareketleri konusunda giderek etkin olmaya başlamıştır. İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi 3-14 Haziran 1992 yılında toplanan Birleşmiş Milletler Çevre ve Kalkınma Konferansı’nda (Rio Dünya Zirvesi) Birleşmiş Milletler İklim Değişikliği Çerçeve Sözleşmesi (BMİDÇS) imzaya açılmıştır. Sözleşmenin amacı; atmosferdeki sera gazını, iklim sistemi üzerindeki tehlikeli insan kaynaklı etkiyi önleyecek bir düzeyde tutmak, böyle bir düzeye ekosistemin iklim değişikliğine uyum sağlamasına, ekonomik kalkınmanın sürdürülebilir şekilde devamına izin verecek bir zaman içerisinde ulaşmaktır. Sözleşmenin temel ilkeleri;
- İklim sisteminin eşitlik temelinde, ortak fakat farklı sorumluluk ilkesine uygun olarak korunması,
- İklim değişikliğinden etkilenecek olan gelişmekte olan ülkelerin ihtiyaç ve özel şartlarının dikkate alınması,
- İklim değişikliğinin etkilerine karşı önlem alınması ve alınacak önlemlerin etkin maliyetli ve küresel yarar sağlayacak şekilde olması,
- Sürdürülebilir kalkınmanın desteklenmesi ve belirlenecek politika ve önlemlerin ulusal kalkınma programlarına dâhil edilmesi,
- Tarafların işbirliği yapmalarıdır. Sözleşmede iklim değişikliğinin ortaya çıkmasında tarihsel sorumlulukları bulunan ülkeler ile o tarihte OECD üyesi olan ülkeler gelişmişlik düzeylerine göre iki listede gruplandırılmıştır.
En son 2016 yılında Fas’ın Marakeş kentinde düzenlenen COP22 toplantısında, Paris Anlaşması ile çözülemeyen ve eksik kalan konuların görüşülmesi için müzakereler devam etmiştir. Çevre Kapsamında Yapılan Diğer Çalışmaları Çevre mevzuatının geliştirilmesi Avrupa Birliği Çevre Mevzuatının ülkemize aktarılması ve uyarlanması konusunda teknik ve hukuksal konularda çalışmalar yapılmakta ve “Enerjinin Çevreye Etkisi” konusunda ulusal ve uluslararası çalışmalara destek verilmektedir. 03 Ekim 2013 tarih ve 28784 sayılı Resmi Gazete’de yayınlanan “Çevresel Etki Değerlendirmesi Yönetmeliği” kapsamında ÇED sürecinde aktif rol alınmaktadır. Bu kapsamda Enerji Yatırımı Projeleri incelenmekte Çevre ve Şehircilik Bakanlığı görüş vermektedir.
Bu kapsamda katı yakıtlı biyokütle-biyomas enerji santrallerinin atık değerlendirme ve yenilenebilir enerji elde edilmesi kapsamında dünyada olduğu gibi ülkemizde de bir zorunluluk haline gelmiştir.

KATI YAKIT BİYOKÜTLE KAYNAKLARI
Biyokütle Kaynakları
1.Bitkisel Biyokütle Kaynaklar
-Yağlı tohumlu bitkiler (kanola, ayçiçek, soya v.b.)
-Şeker ve nişasta bitkileri (patates, buğday, mısır, şeker pancarı v.b.)
-Elyaf bitkileri (keten, kenaf, kenevir, sorgum, miskantus, v.b.)
-Protein bitkileri (bezelye, fasulye v.b.)
-Bitkisel ve tarımsal artıklar (dal, sap, saman, kök, kabuk, v.b.)

2. Orman ve Orman Ürünlerinden Elde Edilen Biyokütle Kaynakları
-Odun ve orman atıkları (enerji ormanları ve enerji bitkileri, çeşitli ağaçlar)
Bu kapsamda Biyokütle Yakıtlı Enerji Santrali Projesi için; santralin biyokütle yakıt temini zincirinde oluşabilecek mevsimsel ve doğa olaylarından kaynaklanan olumsuzluklara karşı biyokütle kaynağı olarak enerji ormanı tesisi planlanmalıdır. Bu amaçla Paulownia bitkisi Enerji tarımında her yıl hasat imkanı verebilen “Dünyanın En Hızlı Büyüyen Ağacı” olarak bilinen Paulownia bitkisi büyük avantajlar sağladığından projelerde yer verilmesi verimliliği artıracaktır. Kesintisiz biyokütle temini ve kaliteli biyokütle yakıt karışımı sağlanması noktasında santral için sigorta görevi yapacaktır.

3. Hayvansal Biyokütle Kaynakları
-Sığır, at, koyun, tavuk gibi hayvanların dışkıları, mezbahane atıkları ve hayvansal ürünlerin işlenmesi sırasında ortaya çıkan atıklar.
4. Organik çöpler, Şehir ve Endüstriyel Atıklardan Elde Edilen Biyokütle Kaynakları
-Kanalizasyon ve dip çamurları, kağıt, sanayi ve gıda sanayi atıkları, endüstriyel ve evsel atıklar, belediye ve büyük sanayi tesisleri atıkları.

Ülkemizin Biyokütle Potansiyeli
Türkiye’nin biyokütle atık potansiyelinin yaklaşık 8.6 milyon ton eşdeğer petrol (MTEP), üretilebilecek biyogaz miktarının 1,5-2 MTEP olduğu tahmin edilmektedir.

MEKANİZASYONA UYGUN PAULOWNİA ENERJİ TARIMI PLANTASYON KURULUMU
Makinalı hasat için Paulownia ağacı dikim aralıkları; sıra arası 70x140 cm ve sıra üzeri 40 cm mesafelerde (p---70cm---p----------140cm----------p---70cm---p) kurulumu tavsiye edilmekte olup 1000 m2 alan
için yaklaşık 2500 adet fidan dikimi uygundur.

Hasat yaprak dökümü sonrası Kasım, Aralık, Ocak, Şubat, Mart, Nisan aylarında yapılacaktır. Diğer aylarda hasat mümkün değildir. Diğer aylar için sarfiyata göre stok, saklama ve depolama koşulları sağlanacaktır. Sarfiyata göre iki yılda bir olarak ta hasat planlanabilir. Bu durumda odun pişkinliği ve kalitesi artar ancak hızlı gelişen paulownia gövdesi çok kalınlaştığı için bilinen usullerle makinalı hasadı zorlaştırabilir. Bu da aşırı bir iş gücü yoğunluğu getirebilir. Buradaki asıl amaç enerji santralinin sürekli çalışabilmesi için devamlılık arz eden bir hammadde sağlanmasıdır.

MEKANİZASYONA UYGUN PAULOWNİA ENERJİ TARIMI PLANTASYON KURULUMU AVANTAJLARI;
-Her yıl biyokütle hasadı yapılabilir. Her yıl hasat imkanı sağlayan başka bir bitki henüz yoktur. Diğer bitkilerle kurulan plantlar en erken 3 yılda bir hasat yapılmaktadır.
-Sulu/kuru şartlarda yetiştirilme imkanı sağlar.
-Enerji tarımı yapılan araziyi yaprakları ile çok fazla organik madde birikimi sağlayarak ıslah eder.
-Plantasyon ilk kurulum yılı haricinde bakım (Zirai mücadele / Gübreleme / Toprak İşleme v.b) gerektirmez.
-Kuru tarım şartlarında 40-60 Ton/Da/Yıl, sulu tarım şartlarında 60-80 Ton/Da/Yıl yaş biyokütle hasadı yapılabilir. Ürün miktarını yetiştirilen bölgenin iklim faktörleri etkiler. (Örn; Çukurova iklimi en uygun şartları sağlar.)
-Ayrıca; hava kirliliğine karşı yüksek karbon tutumu ve oksijen salınımı ile etkili bir çevre düzenleyicidir.
-Arazi bir defa kurulup 25-30 yıl verim alınabiliyor ve geniş alanlarda makinalarla az iş gücü kullanılarak plantasyon sevk ve idaresinin yapılabilmesi en büyük avantajıdır.
-Her yıl veya iki yılda bir kesim yapılan bitki ; tomurcuk oluşturma, çiçek açma, meyve ve tohum oluşturma enerjisini kereste birikimi olarak yansıtmakta ve odun verim artışı oransal artış göstermektedir. Seyrek dikimlerde (örn:5m*5m gibi ) bitki 3. yılda çiçeklenme yapar, meyve ve tohum kapsülü oluşturmak için amaç dışı enerji kullanır. Hasadı 7-8 yıl gibi uzun bir sürede olur.
-Paulownia ağacı sert budamaya karşı hızlı bir sürgün gelişimi gösterir. Hazır kök sistemini kullanarak kesimden sonraki gelişme sezonunda 7-8 m’yi bulan sürgün 10-15 cm dip çapı olan odun oluşturabilmektedir.

DEZAVANTAJLARI;
-Taban suyu yüksek ve bataklık arazilerde yetiştirilemez.
-Rakımı yüksek ve yaz gelişme periyodu kısa soğuk iklimlerde gelişim yavaş olur.
-Enerji çevrim değerleri yavaş gelişen orman emvallerine (Meşe-Çam) göre düşüktür.

Paulownia enerji tarımı plantasyonundan elde edilen biyokütle materyali ; yetişme şartları , işleme, yakma ve karışım uygulama teknolojisine göre değişiklik gösterir. Fırında yakma değerleri % 6,5 nem içerikli materyalda ısıl değer 20,7 MJ/Kg (Vural, N., (2007). Paulownia Ağacı Odunundan ZnCl2 Aktivasyonu ile Aktifleştirilmiş Karbon Üretimi ve Karakterizasyonu, Yüksek Lisans Tezi, Osmangazi Üniversitesi, Eskişehir.) dır. 1 da alandan yılda ortalama 70 ton biyokütle hasadı imkanı vermesi ve % 1,06 kül değeri bakımından en ideal biyokütle kaynağıdır.

BİYOKÜTLE YAKITLI ENERJİ SANTRALİ ÇALIŞMA PRENSİPLERİ
Projenin Üretim Teknolojisi
Biyokütle Yakıtlı Enerji Santrali Projesi tarımsal ve kentsel biyokütle atıklar ve kurulacak enerji ormanından elde edilecek biyokütlenin birlikte değerlendirilmesi planlanmalıdır.

Biyokütle Yakıtlı Enerji Santrali Proje kapsamında başlıca üniteler şunlardır:

Hammadde Depolama Sahası
Hammadde Hazırlama Sahası
Taşıma Bandı
Giriş Silosu
Yakıt Yatağı
Kazan
Türbin-Jeneratör
Su arıtma (Demineralize) Ünitesi
Soğutma Kulesi
Kül Depolama
Kontrol Odası

Projenin ekonomik ömrünün 30 yıl planlanmalı ve yapılacak olan revizyon ve iyileştirme çalışmaları ile proje ömrü uzatılabilir.

Proje kapsamında yer alan başlıca ünitelere ilişkin açıklamalar aşağıda verilmiştir.
Hammadde Depolama Sahası: Çevredeki mevcut kaynaklardan elde edilen maddelerin geldiği gibi depolandığı alandır.
Hammadde Hazırlama Sahası: Tedarik edilen yakıtların sisteme uygun şekilde yakılıp optimum enerji üretimini sağlanması için gereken boyutlarda kırılması, kırpılması ve parçalanmasının yapıldığı alandır.
Taşıma Bandı: Gerekli boyutlara getirilmiş maddelerin depolama alanından sistemin içine taşıyıp, sistemin girişinde bulunan silonun içine döken taşıyıcı banttır.
Giriş Silosu: Bantla depolama alanından taşınmış yakıtın en fazla 3-4 saat stok yapabilerek depolandığı, stabil yakıt ihtiyacına göre ayarlanan belirli oranlarla yakıtın kazan altı yatağına verildiği bölümdür.
Yakıt Yatağı: Bu bölüm yakıtın yanarak kazanı ısıttığı, sistemin iş gücünü enerjiye çevirdiği sürecin başlangıcıdır. Hareketli yakıt yatağının başında yanmaya başlayan yakıt, sona dek kazan içinde yanmasını tamamlayıp, kül olarak tahliye edilir.
Kazan: Yakıt yatağındaki yanma ile sıcaklığın 540 dereceye ulaşarak içerisindeki suyun buhara dönüştüğü, yüksek basınçlara dayanıklı tüp ile bu sistemdeki ısıyı soğuk su döngüsüyle sabit tutmaya çalışan su duvarlarıyla örülmüş sistemin tümüdür.
Türbin-Jeneratör: İçerisinde çok yüksek basınçla su buharının geldiği ve bu basıncın çevirdiği pervanelerin dönmesiyle dönme kinetik enerjisinin elektrik enerjisine transferinin yapıldığı ekipmandır.
Su Arıtma (Demineralizasyon) Ünitesi: Sistem içerisinde hem buhar hem de soğutma için kullanılan yüksek miktardaki suyun sisteme girmeden önce arıtıldığı bölümdür.
Soğutma Kulesi: Sistemde kullanılıp buhara dönüşen suyun atık olmaktan ziyade tekrar dönüştürülüp geri kazanılması için, basitçe ısının dönüştürülmesiyle su buharının tekrar suya dönüştürüldüğü ve sisteme geri verildiği bölümdür.
Kül Depolama: Kazan içinde yanmış yakıtların küllerinin depolandığı bölümdür.
Kontrol Odası: Üretilen elektriğin kalitesine yönelik sistemin aynı değerlerle sürekli çalışmasının kontrolünün yapıldığı, yakıt kombinasyonlarının kazan içerisinde sürekli ve sabit bir ısı değeriyle yanmanın kontrol edildiği, ekipmanların tüm kontrol ve uyarılarının yapıldığı, tüm sistemin takip edildiği kontrol bölümüdür.
Proje kapsamında kullanılacak olan maddeler yeterli büyüklükteki stok sahasına taşınır. Burada cinslerine ve işleme tabi olup olmamalarına göre tasnif edilip depolanır. Söz konusu alanlar sızdırmazlığı sağlanmış şekilde dizayn edilecektir.

Stok sahası hem depolama için, hem de işleme ihtiyaç duyulan yakıtların gerekli işlemlerden geçmesi (Parçalanma, daha ufak taneler ayırma, içindeki nem oranının azaltılması vb.) için kullanılacaktır. Sistemi besleyen saha bir nevi çiğneme ve sindirim öncesi hazırlıklarını burada tamamlayacaktır. Büyük bant elevatör (konveyör) stok sahasının belli noktalarından bu şekilde beslenerek sistem içinde yakıt akışı sağlanacaktır.

Yakıt külte, istenilen nitelikte ve oranlarda konveyörler aracılığı ile kazan dairesine standart enerjiyi sağlayacak oranda aktarılacaktır. Kazan girişinde ise : 3-4 saatlik stok bulunduracak olan yakıt silosu bulunacaktır. Yakıt bu siloda beklerken aynı zamanda içerisinde bulunan max %30-40 nemi de içerisindeki ısı yardımıyla kaybederek verimli olarak yanmaya hazır hale gelecektir. Sırası gelen yakıt bu silodan istenilen oranda kazanın içerisine verilecektir. Bu safhada yakıt yanmaya ve ısı enerjisi üretmeye başlayacaktır.
Yakıtın kazanda yanmasıyla ortaya çıkan ısı enerjisi tesis bünyesinde bulunan su hazırlama biriminde hazırlanmış olan suyun bulunduğu su tüpünü 540 derece ile ısıtarak, 125 bar basınçlı su üretecektir. Aynı zamanda bu ısı ve basınç değerlerinin sabit ve sürekli olarak kullanılması için sistem kendi iç yüzeyinde bulunan su duvarları sayesinde radyatör vazifesi görerek durmaksızın çalışan sistemi sabit değerde tutacaktır.
Su tüpünden çıkan 125 bar basınçlı su buharı sistemin hemen önündeki Türbin Jeneratöre aktarılacaktır. Yüksek basınç kinetik enerjiye dönüşmektedir. Basınçlı su buharı gidiş yönünde türbin içindeki pervaneleri çevirmekte ve bu pervanelerin ortasındaki mil jenaratörün içerisinde hızla dönen mil elektriği üretmektedir. Üretilen elektrik uyumla adapte edilmiş şebekeye aktarılacaktır.