Sürdürülebilir enerji: Biyogazdan enerji üretimi

Günümüz dünyasında insanoğlunun vazgeçilmez ihtiyaçlarından biri enerjidir. Bu enerjinin elde edilmesinde kaynak kullanımı, güvenlik ve maliyet gibi kriterler ön planda tutulmuştur. Ancak gerek kullanılan bazı kaynakların iklim sağlığı üzerine olumsuz etkisi, akabinde oluşan küresel ısınma tehdidi, ayrıca bu kaynakların sınırlı olması sebebiyle enerji politikalarının yeniden gözden geçirilmesine neden olmuştur.
Kullanılan fosil yakıtlardan dolayı açığa çıkan karbondioksit (CO₂), azot dioksit (NO₂) ve kükürt dioksit (SO₂) gibi sera gazları çevre kirliliğine neden olmaktadır. Buna karşı yenilenebilir enerji kaynakları ise neredeyse hiç sera gazı üretmez. Yenilenebilir enerjinin uygulanması, bazı yenilenebilir kaynakların dağıtılamaz ve aralıklı doğası gibi belirli teknolojik engellerle hâlâ sınırlıdır.
Biyokütle, yaygın olarak kullanılan güneş ve rüzgâr gibi hava koşullarına bağlı ve aralıklı yenilenebilir enerji kaynaklarının aksine, sürekli enerji tedariki için esnek operasyonel kapasiteye sahip yenilenebilir bir kaynaktır.¹ Biyokütleden elde edilen biyogaz; çevresel, ekonomik ve sosyal açıdan çok çeşitli faydalar sunan, çok yönlü ve sürdürülebilir bir enerji kaynağı olarak ortaya çıkmıştır. Atık yönetimi, sera gazı salımlarının azaltılması ve enerji güvenliği gibi küresel sorunların çözümünde kritik bir rol oynamaktadır. Biyogaz üretim teknolojilerindeki sürekli gelişmeler ve araştırma-geliştirme yatırımları, sistemlerin verimliliğini ve ölçeklenebilirliğini artırmak için kritik öneme sahiptir. Mevcut zorlukların ele alınması ve yenilikçi çözümlerin teşvik edilmesiyle biyogaz, daha sürdürülebilir bir enerji sistemine geçişte temel bir bileşen haline gelebilir.
Biyogaz, organik maddelerin, atıkların oksijensiz ortamda mikrobiyal olarak parçalanması (anaerobik sindirim) yoluyla üretilir.² Biyogazın elde edilmesindeki temel faktör olan anaerobik sindirim dört temel aşamadan oluşur:

1. Hidroliz: Karmaşık organik bileşikler (protein, yağ, karbonhidrat) daha basit bileşiklere (amino asitler, yağ asitleri, şekerler) ayrıştırılır.
2. Asidojenez: Bu basit moleküller fermentatif bakteriler tarafından organik asitlere, alkollere, hidrojen ve karbondioksite dönüştürülür.
3. Asetojenez: Organik asitler ve alkoller, asetojenik bakteriler tarafından asetik asit, hidrojen ve karbondioksite dönüştürülür.
4. Metanojenez: Metanojenik arkeler, asetik asit, hidrojen ve karbondioksiti metan (CH₄) ve ek CO₂’ye dönüştürerek süreci tamamlar.
   Bu süreçte 1 gram organik maddeden yaklaşık 500 mL biyogaz elde edilebilmektedir.^1,3

Biyogaz, %40–80 metan (CH₄), %20–55 karbondioksit (CO₂), %0,1–55 hidrojen sülfür (H₂S) den oluşmaktadır. Ayrıca eser miktarda hidrojen, karbon monoksit, azot ve oksijen içermektedir.
Biyogaz; gıda atıkları, tarımsal atıklar, kanalizasyon çamurları gibi organik atıkları enerjiye dönüştürerek hem atık yönetimini iyileştirir, çevre kirliliğinin önüne geçilmiş olur hem de çevre dostu bir kaynak olduğundan sera gazı salımlarını azaltır. Küresel ısınma ve iklim değişikliği gibi faktörlerin önüne geçilmiş olur. İşte bu nedenle dünya çapında yenilenebilir bir enerji kaynağı olarak giderek daha fazla önem kazanmaktadır.
Ayrıca:

• Elektrik, ısı ve ulaşım yakıtı olarak kullanılabilir.
• Fosil yakıtlara bağımlılığı azaltır.
• Yan ürün olan “digestat” doğal gübre olarak kullanılabilir.
• Yerel ekonomiyi canlandırır, kırsal kalkınmaya katkı sağlar.
• Döngüsel ekonomi ilkeleriyle uyumludur.

Biyogaz üretiminde karşılaşılan zorluklar:

• Metan sızıntıları ve çevresel riskler nedeniyle daha sıkı yasal düzenlemelere ihtiyaç vardır.
• Yüksek yatırım maliyetleri ve uzun geri dönüş süreleri yatırımcıları caydırabilir.
• Besleme malzemelerinin (substrat) kalitesindeki değişkenlik, verimi düşürebilir.
• Küçük ölçekli tesislerde ekonomik sürdürülebilirlik daha zordur.²

Yenilenebilir enerji kaynakları, dünya toplam elektrik üretiminin üçte birini karşıladı ve bu alanda biyoenerji ve atıklar %3’lük bir paya sahip.⁴ Son yıllarda biyogazın, sera gazı salımlarının azaltılması ve sürdürülebilir enerji dönüşümüne katkı sağlama potansiyeli daha çok vurgulanmaktadır. Avrupa’da, biyogaz iklim hedeflerine ulaşılmasında önemli bir rol oynamaktadır. ABD’de yenilenebilir enerji kapsamında güncel olarak atık biyokütle ve sıvı biyoyakıtlardan enerji elde edilmesine önemli bir katkı sağlamaktadır.⁴

Biyokütle enerjisi, ABD’nin yenilenebilir enerji arzında azımsanmayacak bir pay oluşturmaktadır. Bununla birlikte 2025 ve 2026 yılları için yapılan tahminler, biyokütle kaynaklarının yenilenebilir enerjiye olan katkısının ve potansiyelinin artacağını gösteriyor.
Yakın geçmişte ve günümüzde, bıraktığı izlerin kolay kolay silinemediği fosil yakıt etkisine çözüm sunabilecek olan yenilenebilir enerji çeşitlerinden biri olan biyogaz, hiç kuşkusuz gelecek açısından ve temiz bir dünya hedefi doğrultusunda vazgeçilemez bir yöntem olma yolunda emin adımlarla ilerlemektedir.

Kaynaklar

1. Akarsu, R. T., & Demir, N. (2024). Techno-economic and environmental analysis of biogas-based hybrid renewable energy systems: A case study for a small-scale livestock farm. Process Safety and Environmental Protection, 191, Article 1968.
2. Pilarski, K., Pilarska, A. A., Dach, J., & Mazurkiewicz, J. (2025). Biogas as renewable energy source: A brief overview. Journal of Ecological Engineering, 26(7), 408–416.
3. https://sksgreen.com/from-manure-to-methane-unveiling-the-power-of-biogas-production/
4. U.S. Energy Information Administration. (2025, August). Short-Term Energy Outlook.