Skip to content Skip to navigation

Çevreci Enerji Kaynakları: Mikroalgler

Dr. Tuba Sarıgül
17/05/2018 - 10:00

Günümüzde dünyadaki enerji ihtiyacı çoğunlukla fosil yakıtlardan (örneğin petrol, kömür, doğal gaz) karşılanıyor. Fosil yakıt kaynakları sınırlıdır ve oluşmaları milyonlarca yıl sürer. Bu nedenle fosil yakıtlar yenilenebilir enerji kaynağı olarak kabul edilmez. Ayrıca fosil yakıtlardan enerji elde edilirken açığa çıkan gazlar küresel ısınma gibi çevreyle ilgili küresel ölçekte sorunlara neden olur. Bu sorunlara çözüm bulunabilmesi için dünyadaki enerji ihtiyacının verimliliği yüksek yenilenebilir enerji kaynaklarından karşılanması gerekiyor.

Biyokütle, bitkilerden ve hayvanlardan elde edilen organik maddelerdir. Örneğin odun biyokütle türlerinden biridir. Geçmişte insanlar odun yakarak ısınıyor ve yemeklerini pişiriyordu. Orman ürünleri dışında yağlı tohumlar, şeker ve nişasta içeren bitkiler, hayvan yağları ve evsel atıklar diğer biyokütle kaynaklarından bazıları.

Bitkiler karbondioksiti ve suyu güneş ışığı etkisiyle organik maddelere ve oksijene dönüştürür. Böylece güneş enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürürler. Organik maddeler yakıldığında ise ısı enerjisi açığa çıkar. Bu nedenle biyokütle enerjisi yenilenebilir enerji kaynağı olarak kabul edilir.

Biyokütle kaynaklarının dünyanın enerji ihtiyacını karşılayabilmesi için hem büyük miktarda üretilebilmeleri hem de verimli bir şekilde enerjiye dönüştürülebilmeleri gerekiyor. Ancak bitkilerin biyokütle kaynağı olarak yetiştirilebilmesi için geniş toprak alanlara ve suya ihtiyaç var. Bu ürünlerin yetiştirilmesi sırasında verimi artırmak amacıyla kimyasal gübreler ve tarım ilaçları kullanılabilir. Bu faktörler biyokütle kaynaklarının üretiminde çevreyle ilgili sorunlara neden olabilir.

Mikroalglerin geleneksel biyokütle kaynaklarıyla ilgili karşılaşılan bu sorunlara çözüm olabileceği düşünülüyor. Mikroalgler karada yaşayan bitkilerden daha hızlı ve yüksek verimle güneş enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürür. En uygun büyüme koşullarında mikroalglerden bir günde bir metrekare alanda 10-30 gram (yani bir yılda bir hektar alanda ortalama 50 ton) biyokütle üretilebilir. 1 gram biyokütle üretilirken yaklaşık 2 gram karbondioksit kullanılır.

Mikroalgler açık havuzlarda ya da biyoreaktör ismi verilen yapay ortamlarda yetiştirilebilir. Biyoreaktörlerde mikroalglerin gelişmesi için gerekli sıcaklık, ışık yoğunluğu, karbondioksit ve diğer besin maddelerinin miktarı sürekli kontrol edilir. Açık havuzlar maliyet açısından ekonomik sistemlerdir. Bu sistemlerde çevredeki atık sular kullanılır. Biyoreaktörlerde ise mikroalglerin biyokütle üretme verimliliklerini artırmak için en uygun koşullar oluşturulur. Ancak bu yöntemin maliyeti yüksektir.

Biyoreaktör sistemi

Mikroalglerin yapısındaki karbonhidrat (örneğin şeker, nişasta) ve lipit gibi kimyasal maddeler doğrudan enerji kaynağı olarak kullanılabilir. Ayrıca bu maddeler çeşitli kimyasal süreçler sonucu hidrojen, metan, etanol gibi maddelere dönüştürülerek enerji elde edilebilir.

Bir biyokütle kaynağı olarak mikroalglerin verimli bir enerji kaynağı olabilmesi için yetiştirme, biyoyakıt elde etme ve biyoyakıtların enerjiye dönüşmesi süreçlerindeki toplam maliyet ve enerji verimlilik değerlerinin fosil yakıtlarla rekabet edebilecek düzeyde olması gerekiyor. Günümüzde yapılan çalışmalardan elde edilen sonuçlar henüz bu değerlere ulaşılamadığını gösteriyor. Ancak mikroalglerin enerji verimliliği yüksek bir biyokütle kaynağı olarak kullanabilmesi için bilim insanları farklı mikroalg türleri ve farklı üretim süreçleri üzerinde araştırmalar yapmaya devam ediyor.

 

Kaynaklar:

İlgili İçerikler

Ekoloji / Çevre Bilim

Bilim Genç olarak aralık ayında objektiflerinizi çevrenizdeki hayvanlara odaklamanızı istiyoruz. Fotoğrafınızı Bilim Genç’te paylaşırken açıklama bölümüne #HayvanDesenleri etiketini eklemeyi unutmayın.

Ekoloji / Çevre Bilim

Bitkiler güneş enerjisini fotosentez süreciyle kimyasal enerjiye dönüştürür. Cambridge Üniversitesinden bir grup araştırmacı güneş enerjisini kullanarak karbondioksit ve sudan sentez gazı üreten yapay bir yaprak mekanizması geliştirdi.

Ekoloji / Çevre Bilim

Arkeologlar, eski yerleşim bölgeleri ve kalıntılar üzerinde çalışmalar yaparak geçmiş dönemde yaşayan insanların hayat tarzları hakkında bilgi toplar. Bir grup arkeolog bu amaçla ABD’nin Philadelphia şehrinde bir nehir kenarında bulunan, 1850’lerden kalma bir konağın önündeki çamur yığınındaki atıkları inceledi.

Ekoloji / Çevre Bilim

Massachusetts Teknoloji Enstitüsünde çalışan Sahag Voskian ve Alan Hatton, havadaki karbondioksiti yakalamak için yeni bir yöntem geliştirdi. Yeni yöntemin en önemli özelliği, havadaki karbondioksit derişimi ne kadar düşük olursa olsun başarılı olması.

Ekoloji / Çevre Bilim

İnsanların toprağı ekip biçmeyi öğrenmeleri, yerleşik hayata geçip gelişmiş uygarlıklar kurmalarına imkân sağladı. Bu devrim niteliğinde bir değişimdi. Sonraki yıllarda insanların beslenme ihtiyacını karşılamak için tarımsal verimin artırılması amacıyla farklı yöntemler geliştirildi.

Ekoloji / Çevre Bilim

Tırmanma; yürüme, koşma ve sıçrama gibi insanların hareketle ilgili en temel becerileri arasında yer alır. Aslında tırmanma becerisini hayatımızın çoğu alanında kullanırız. Örneğin evlerde ayaklı merdivenlere, parklarda demir çubuklara, bahçede ağaçlara veya spor salonlarında halatlara tırmanırız.

Ekoloji / Çevre Bilim

Bilim Genç Fotoğraflar köşesinde eylül ayında objektiflerinizi çevrenizdeki tarihî mekânlara odaklamanızı istemiştik. Bu süreçte #TarihîMekânlar etiketiyle Bilim Genç’te paylaştığınız fotoğraflar Bilim Genç ekibi tarafından değerlendirildi. 

Ekoloji / Çevre Bilim

Bir grup araştırmacının Science’ta yayımladıkları bir makaleye göre, iklim değişikliğiyle savaşmanın en iyi yolu ağaç dikmek olabilir. Çünkü ağaçlar fotosentez sırasında atmosferdeki karbondioksiti tüketirken oksijen ve besin üretiyor. 

Ekoloji / Çevre Bilim

İspanya Castilla-La Mancha Üniversitesinden bir grup araştırmacı iklim değişikliğine bağlı olarak dünyanın ortalama sıcaklığı arttıkça İber Yarımadası’ndaki ağaç eşek arılarının vücut ve kanat büyüklüklerinin azaldığı belirlendi.

Ekoloji / Çevre Bilim

Otuzun üzerinde mikrobiyolog yakın zamanlarda Nature Reviews Microbiology’de bir makale yayımladı. Bilim insanları, küresel iklim değişikliği ile ilgili çalışmalarda mikroorganizmaların dikkate alınmamasının büyük bir hata olduğunu söylüyor.