Bu şema, biyokütle- yakıt döngü değerlendirmesini gösteren bir şemadır ve ilk kez 2017’de, Royal Society of Chemistry dergisi Energy& Environmental Science 5. sayısında yayımlandı.
Pek çok araştırma, mısırdan elde edilen etanolün iklim değişikliğini hafifletme ve fosil yakıtlara olan bağımlılığı azaltma kabiliyetinin umut vaad etmesi hakkında kritik kaygıları arttırdı. Bu araştırmalardan bazıları, tam bir yaşam döngüsü değerlendirmesinin ardından -ürün yaşamının tüm aşamaları boyunca çevresel etkilerin analizi- mısırdan elde edilen etanol gibi biyokayıtların, petrol kaynaklı yakıtlara göre sera gazı salınımı azaltımı konusunda herhangi bir farklılık sunmadığını önermektedir.
The Royal Society of Chemistry dergisi Energy & Environmental Science, kısa rotasyon meşesinden üretilen, umut vadeden ‘’ikinci nesil biyoyakıt’ın’’ tam yaşam döngüsünün etkisini araştıran Pittsburg Üniversitesi ve Oklahoma Üniversitesi’nden bir ekibin çalışmasını yayımladı. Bu çalışmada, ağaçlardan ve çok yıllık otlardan yapılan ikinci nesil biyoyakıtların sürdürülebilir yakıt kaynağı olabileceği bulundu.
Çok aşamalı kurutma ve doğal ortamında hidrokarbon biyoyakıtların katalitik yükseltgenmesi: yaşam döngüsü enerji kullanımı ve sera gazı salınım analizi, ayrıntılı bir şekilde tedarik zincirinde yer alan tüm aşamaları kapsarken, ikinci nesil biyoyakıtların üretimine yeni bir yaklaşım getirdi.
Çalışmanın yazarı ve Pittsburg Üniversitesi, İnşaat ve Çevre Mühendisliği’nde Yrd. Doç. Dr Vikas Khanna, ‘’Mısırdan elde edilen etanolün çevresel etkisi, ticari hale gelene kadar araştırılmadı’’ diyerek açıklamada bulundu. ‘’Bu proje hakkında en önemli şey ise, karşılaşılmadan önce, yeni yakıt kaynaklarının tam yaşam döngüsü sürdürülebilirliği sorularını ele almasıdır.
2007 yılında Birleşmiş Milletler, gıda temelli biyoyakıtlar (birinci nesil biyoyakıt) için ekilebilir arazilerde kullanıldığı ve dünya çapında gıda yetersizliğine sebep olabileceği endişesi ile 5 yıllık erteleme çağrısında bulundu. Dr. Khanna ve ekibi çalışmasında, yıl boyunca hasat edilebildikleri ve büyük ölçekli depolama altyapı ihtiyacını azaltabileceği için meşe ağaçlarından elde edilen odunları kullandılar.
Dr. Khanna, ‘’İkinci nesil biyoyakıtlar, birinci nesil biyoyakıtlardan farklılık göstermektedir. Çünkü bu biyoyakıtlar, mısır ve soya gibi besin ürünlerinden elde edilmemektedir.’’ diyor. ‘’Bu yakıtların kaynağını, odunsu bitkiler, çok yıllık otlar, tarımsal ve orman atıkları ve endüstriyel atıklar oluşturmaktadır.’’
Yakıtın etkinliğini belirleyen önemli bir metrik, yatırımın enerji dönüşüm oranıdır (Return of Energy on Investment, EROI). Petrol ham maddesi üretiminin EROI değeri 11:1 ‘dir yani 1 birimlik enerji yatırımı, 11 birimlik enerji eldesi sağlayacaktır. Bununla birlikte, EROI değeri 1986’dan beri giderek azalmaktadır ve fosil yakıtlar azaldıkça ve fosil yakıtlara ulaşmak zorlaştıkça daha da kötüye gidecektir. Araştırmacılar, potansiyel olarak umut vadeden enerji kaynakları ile çalışırken, 1:1’den daha yüksek oranlar aramaktadırlar. Örneğin, mısır kaynaklı etanolün EROI değeri 1.3:1’dür. Bu çalışma, çok basamaklı ikinci nesil biyoyakıt sistemlerinin EROI değerinin 1.32:1 ile 3.76:1 arasında olduğunu buldu.
2007 Enerji Bağımsızlığı ve Güvenlik Yasası, bu çalışmada kullanıldığı gibi selülozik biyoyakıtların devletten teşvik alabilmesi için, sera gazı emisyonunu yaklaşık %60 oranında azaltarak fosil yakıtlardan daha iyi bir performans göstermesi gerektiğini belirtti. Bu çalışma, minimum gereklilikleri geçti ve petrol dizeline göre sera gazı emisyonunda %80 oranında azalma sağladığını gösterdi. Ayrıca buna ek olarak, tek basamaklı piroliz sistemlerine göre, hidrojen tüketiminde %40 azalma sağladı.
Dr. Khanna, ‘’Piroliz, oksijen olmayan ortamlarda biyokütlelerin yüksek sıcaklıklara ısıtılması ve biyoyakıtların üretilmesidir.’’ diyor. ‘’ Eğer bu, hızlı bir şekilde yapılırsa (tek basamakta), önemli miktarda karbon kaybolacaktır. Bizim çalışmamız, daha düşük sıcaklıklardaki piroliz sistemlerinin (çok basamaklı), karbon zinciri uzunluğunu arttırabileceğini, daha fazla sıvı yakıt üretebileceğini ve tüm prosesin enerji çıktısını geliştirebileceğini gösterdi.’’
Kaynak: sciencedaily.com