Merve ŞENTURAN

Modernleşme, pek çok alanda büyük ilerlemelerin gerçekleşmesine olanak tanıyarak gündelik yaşamın getirdiği sorumlulukların yükünü oldukça hafifletmektedir. Modern yaşam pek çok kolaylık sağlamasının yanı sıra akla gelebilecek hemen her alanda enerji tüketimine olan gereksinimi ciddi oranda artırmaktadır (sanayide, şehir şebekelerinde, evlerde, otomobillerde vb.). Bu da var olan kaynakların çok daha hızlı tükenmesine neden olmaktadır. Bu durum hem günümüz hem de gelecek için büyük ölçüde sorun teşkil etmektedir. Yakıtların büyük bir kısmı kömür, petrol ürünleri ve doğal gaz gibi yenilenemeyen enerji kaynaklarından sağlanmakta olup bu kaynakların hızla tükenmesi küresel anlamda ekonomik bir kriz dönemi yaratabileceğinden yakıt ihtiyacının karşılanması için güneş, rüzgar, nükleer ve biyolojik kökenli alternatif kaynaklara yönelim söz konusudur. Bu bağlamda biyoyakıt üretimi çokça ilgi görmektedir. Bu konuda çok fazla araştırma yapılmaktadır.

Biyoyakıt, bitkiler, hayvanlar ve mikroorganizmalar gibi biyolojik kaynaklardan üretildiğinden toksik etki yaratmayan yani doğa dostu bir yakıt çeşididir. Bunların yanı sıra kullanılan ham maddeye göre değişkenlik gösteren sınırlamaları da bulunmaktadır. Örneğin; bitkiler ham madde olarak kullanılacak ise toprak gereksinimi, su tüketimi, ürün oluşumunun uzun sürmesi gibi sınırlamaları bulunmaktadır. Bununla birlikte bitkiler bir de gıda olarak tüketilebilecek ürünler olduğundan yakıt olarak kullanılmasının gelecekte insanlar için besin kıtlığına neden olabileceğinden büyük bir sorun olarak görülmektedir. Bu duruma uzun ve karmaşık olmayan ekonomik ekim ve üretim prosesleri ile mikrobiyal kaynaklar bir nevi çözüm getirmektedir.

Kendileri için optimum miktarda karbon ve bazı besinler içeren atık su içerisinde kolaylıkla büyüyebilen alg türleri, biyoetanol ve biyodizel üretiminde yaygın olarak kullanılan mikrobiyal kaynaklardandır. ALG' ler üçüncü nesil biyoyakıtlardır.

Birinci nesil biyoyakıtlar; buğday, arpa, şeker, kolza tohumu, bitkisel yağlar gibi gıda ve yem olarak kullanılan ürünlerdir. Ürünlere yönelik talebin fazla olması sebebiyle tarım faaliyetleri gerçekleştiren kesimlerin kalkınmasına yardımcı olmasına ve çevre dostu olmasına rağmen bu ürünlerin kullanılmasının gıda sıkıntısı yaratabileceği düşüncesi birinci nesil biyoyakıtların sürdürülebilirliğini ortadan kaldırmış olup yeni ham madde arayışına neden olmuştur. 

İkinci nesil biyoyakıtlar; yenmeyen tarımsal ürünler, orman atıkları, tarımsal atıklar, saman, çimen, belediye katı atıkları gibi ürünlerdir. Gıda mahsülleri ile rekabet etmemesi ve gıda ürünlerinden daha uygun fiyatlı ham madde olması yönüyle avantajlı olsa bile kullanıma uygun hale getirilmesi için önişlemden geçirilme zorunluluğu ve kullanıma hazır hale gelme sürecinin uzunluğu bakımından dezavantajlıdır. Bu durumda yeni ham madde arayışını doğurmaktadır.

Üçüncü nesil biyoyakıtlar; mikroALG' ler, siyanobakteriler, yosun, maya, mantar vb. biyodizel, biyoetanol, biyogaz, biyohidrojen gibi yakıtların ham maddeleridir. Yetiştirilmesi çok kolaydır. Karbondioksit emisyonlarını kullanarak yakıta dönüştürebilir. Birim alandaki alg biyokütlesi diğer ham madde kaynaklarına göre çok daha yüksek olmakla birlikte ALG' leri ham madde olarak kullanmanın maliyeti de epey fazladır.

Benzine katkı maddesi olarak kullanılan biyoetanol, biyolojik bir ham maddeden oluşturulan etil alkoldür. Benzine göre daha az kükürt içerdiğinden yanma sırasında sera gazı emisyonunu azaltır. Biyoetanol, nişastanın fermantasyonundan elde edilir veya selüloz tarafından üretilir.  Biyoetanol üretimi için yaygın olarak kullanılan ALG' lerden bazıları Sargassum , Glacilaria , Prymnesium parvum, Euglena gracilis , P. orphyridium, Chlorella, Dunaliella, Chlamydomonas, Scenedesmus ve Spirulina’ dır.

Biyodizel, uzun zincirli yağ asitlerinin metil esterlerini oluşturmak için ALG' lerden elde edilen lipitlerin karşılıklı esterlenmesiyle üretilir. Zincirin uzunluğu, lipit kaynağına bağlıdır. Biyodizel üretimi için hem mikroalg hem de makroalg kullanılabilir. Biyodizel üretimi için en yaygın incelenen türlerden bazıları Chlamydomonas reinhardtii, Dunaliella salina, Chlorella sp. , Botryococcus braunii, Phaeodactylum tricornutum ve Thalassiosira pseudonana, Nannochloropsis ve Isochrysis sp .’dir. Biyodizel üretiminde kullanılan alg türleri genellikle (agırlıkları ile kıyaslandığında) yüksek lipit miktarına sahip olan türlerdir. Elde edilen biyodizelin verimi ALG' lerin büyümesine etki eden nitrojen açlığı, kontrollü besin temini ve lipit üretimi ve birikimi miktarı, biyokütle gibi parametrelerce belirlenir.