Yenilenebilir biyoenerjiye dayalı elektrik üretiminin düşük karbonlu bir biyoekonomiye geçiş paradigması, yüksek enerji talebini karşılamak ve fosil yakıtlara bağımlılığı azaltmak için sürdürülebilir enerji üretiminde uzun vadeli bir strateji olarak esastır. Biyokütle, küresel olarak birincil enerji kaynaklarından biridir ve biyoenerji, örneğin aralıklı çevresel ve meteorolojik koşullardan etkilenen güneş ve rüzgar enerjisine kıyasla daha kararlı bir yenilenebilir enerji biçimi olarak kabul edilir. Ek olarak, biyoenerji sistemi sıfır karbon olma potansiyeline sahiptir ve diğer yenilenebilir enerji geliştirmelerine kıyasla istihdama daha yüksek katkı sağlar ve olumsuz iklim değişikliğinin hafifletilmesine büyük ölçüde katkıda bulunur.
Lignoselülozik biyokütle, selüloz, hemiselüloz ve lignin içeren karasal bitki biyokütlesi anlamına gelir, yakıtlar ve kimyasallar gibi fosil bazlı ürünlere bir alternatif olarak kabul edilir.
Küresel yıllık lignoselülozik biyokütle üretiminin yaklaşık 181,5 milyar ton olduğu tahmin edilmektedir. Şu anda, dünyadaki toplam arazinin yaklaşık %0,2’si biyoenerji hammaddeleri yetiştirmek için kullanılmaktadır. Bu nedenle, lignoselülozik biyokütlenin mevcudiyeti, fosil bazlı yakıtların ve kimyasalların yerini potansiyel olarak alabilen biyo-bazlı yakıtlar ve kimyasalların üretilmesi için çok önemsenen bir konu değildir.
Lignoselülozik biyokütle, fiziksel, termal, kimyasal ve biyolojik dönüştürme işlemleri olarak kategorize edilebilen çeşitli teknolojiler yoluyla gaz veya sıvı yakıtlara dönüştürülebilir. Gazlaştırma, piroliz ve hidrotermal karbonizasyon, termokimyasal lignoselülozik biyokütle dönüştürme proseslerindendir. Uygulamaları, hedef ürünün türü (gaz, sıvı veya katı), oksidasyon ortamının kapsamı (kısmi veya anaerobik) ve hammadde türü (ıslak veya kuru) ile ilişkilidir. Termokimyasal dönüştürme teknolojileri, biyokütlenin kömürle birlikte yakılmasıyla biyokütleden elektrik üretimi için de büyük umut vaat etmektedir.
Bunun yanında yapılan araştırma ve inceleme süreçleri sonrasında gelecekte yaşanması olası bazı zorluklar saptanmıştır. Lignoselülozik biyokütleden, bir sistem oluşturan diğer yenilenebilir enerji teknolojileriyle entegre bir termik kimyasal işlem yoluyla biyoenerji dönüşümü farklı araştırma grupları tarafından incelenmiştir. Araştırmalara göre, termal güneş enerjisi, katı oksit yakıt hücreleri ve anaerobik çürütme, termokimyasal dönüşüm süreçleriyle en yaygın şekilde entegre edilen yenilenebilir enerji teknolojileridir. Entegre sistemler kullanılarak enerji üretimi, iklim değişikliğinin azaltılmasına katkıda bulunan uygun maliyetli, sürdürülebilir ve uygulanabilir bir çözüm olarak tanımlanmıştır. Bununla birlikte, bu sistemin daha da geliştirilmesi, kalan zorlukların üstesinden gelmek için çeşitli stratejilerin geliştirilmesini gerektirir.
Kaynak
Lee, J., Kim, S., You, S., & Park, Y. K. (2023). Bioenergy generation from thermochemical conversion of lignocellulosic biomass-based integrated renewable energy systems. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 178, 113240.