Şəkər qamışı, xüsusilə Braziliya kimi tropik ölkələrdə yalnız şəkər istehsalı üçün deyil, etanol, bioyanacaq və elektrik enerjisi istehsalı üçün də strateji mənbə hesab olunur. Şəkər qamışı emal edildikdən sonra qalan lifli tullantı maddəyə bagasse, yəni şəkər qamışı küspəsi deyilir.

Bu küspə adətən zavodlarda yandırılaraq buxar və elektrik enerjisi istehsalında istifadə olunur. Beləliklə, istehsal müəssisələri öz enerji tələbatının bir hissəsini ödəyə, artıq elektriki isə şəbəkəyə verə bilər.

İlk baxışda bu, kifayət qədər üstün görünür. Çünki tullantıya çevrilə biləcək kənd təsərrüfatı qalığı enerjiyə çevrilir. Lakin burada mühüm bir sual yaranır:

Bu küspəni yandırmaq daha ekoloji cəhətdən əlverişlidir, yoxsa qazlaşdıraraq elektrik istehsal etmək?

Fabiana de Oliveira Ramos və həmkarları tərəfindən hazırlanmış tədqiqat məhz bu suala yönəlib. İş şəkər qamışı küspəsindən elektrik istehsalında iki sistemi müqayisə edir:

• Klassik birbaşa yanma və buxar turbini sistemi,
• Qazlaşdırmaya əsaslanan qabaqcıl elektrik istehsalı sistemi.

Klassik Sistem Necə İşləyir?

Ənənəvi sistemdə şəkər qamışı küspəsi birbaşa qazanda yandırılır. Bu yanma prosesi buxar yaradır. Alınan buxar turbindən keçirilərək elektrik enerjisi əldə edilir. Bu sistem şəkər zavodlarında uzun müddətdir istifadə olunan, tanınmış və geniş yayılmış üsuldur.

Lakin klassik sistemin bəzi məhdudiyyətləri var. Küspənin rütubəti yüksək olduğuna görə yanma səmərəliliyi azala bilər. Bundan başqa, sistemdə enerji itkiləri yaranır. Yanma zamanı azot oksidləri, hissəcikli maddələr və kükürd dioksid kimi havanın keyfiyyətinə təsir edə biləcək emissiyalar əmələ gələ bilər.

Yəni küspə bərpa olunan mənbə olsa belə, istifadə olunan texnologiya ekoloji nəticəni birbaşa müəyyənləşdirir.

Qazlaşdırma Sistemi Nə Edir?

Qazlaşdırma sistemində şəkər qamışı küspəsi birbaşa yandırılmaq əvəzinə idarə olunan termokimyəvi prosesdən keçirilir. Bu prosesdə küspə sintez qazı adlanan yanar qaz qarışığına çevrilir.

Bu qaz daha sonra qaz turbinində istifadə olunaraq elektrik enerjisi istehsal edə bilər. Sistemə istiliyin geri qazanılması da əlavə olunarsa, enerjidən daha səmərəli istifadə etmək mümkündür.

Tədqiqatda araşdırılan qabaqcıl sistem BIG-GT adlandırılan biokütlə inteqrə edilmiş qazlaşdırma qaz turbini yanaşmasına əsaslanır. Bu quruluş klassik yanma ilə müqayisədə daha mürəkkəb, lakin daha səmərəli enerji çevrilməsi modeli təqdim edir.

Tədqiqat Nə Aşkarladı?

İşin ən diqqətçəkən nəticələrindən biri elektrik səmərəliliyindəki fərqdir.

Klassik yanma sistemində elektrik səmərəliliyi təxminən %12,4 hesablandığı halda, qazlaşdırmaya əsaslanan sistemdə bu göstərici təxminən %23,4 səviyyəsinə yüksəlir.

Bu fərq əhəmiyyətlidir. Çünki daha yüksək elektrik səmərəliliyi eyni miqdarda xalis elektrik istehsal etmək üçün daha az küspə istifadəsi və sistem daxilində daha az enerji sərfiyyatı demək ola bilər.

Tədqiqatda qazlaşdırma sisteminin şəbəkəyə 1 MJ xalis elektrik vermək üçün daha az şəkər qamışı küspəsi istifadə etdiyi və daha aşağı daxili elektrik istehlakına malik olduğu bildirilir.

Sadə şəkildə desək:

Qazlaşdırma sistemi eyni elektrik çıxışına çatmaq üçün biokütlədən daha səmərəli istifadə edir.

Ekoloji Nəticələr Nə Göstərir?

Tədqiqatda yalnız enerji səmərəliliyinə baxılmayıb. Eyni zamanda həyat dövrünün qiymətləndirilməsi aparılıb.

Həyat dövrünün qiymətləndirilməsi məhsulun və ya prosesin ekoloji təsirlərini daha geniş çərçivədə araşdıran üsuldur. Bu işdə sistem sərhədi şəkər qamışı küspəsinin zavodda hazır olmasından başlayaraq elektrik istehsalı və onun şəbəkəyə verilməsinədək olan sənaye çevrilməsi mərhələsini əhatə edir.

Nəticələrə görə hər iki sistem şəbəkəyə elektrik verərək ekoloji fayda yarada bilər. Çünki istehsal olunan elektrik başqa mənbələrdən alınacaq elektriki əvəz edə bilər.

Lakin qazlaşdırmaya əsaslanan sistem araşdırılan bütün ekoloji təsir kateqoriyalarında klassik sistemdən daha yaxşı nəticə göstərir. Ən nəzərəçarpan fərq fotokimyəvi ozon yaranması kateqoriyalarında müşahidə olunur. Bu kateqoriyada yaxşılaşma təxminən %9–10 səviyyəsinə qədər çata bilir.

İqlim dəyişikliyi, hissəcikli maddələrin yaranması və quru ekosistemlərin turşulaşması kimi kateqoriyalarda isə yaxşılaşma daha məhdud qalır.

Bu nəticə mühüm bir məqamı göstərir:

Daha səmərəli texnologiya ətraf mühit üçün daha yaxşı ola bilər; lakin ekoloji qazanc həmişə səmərəlilik artımı qədər böyük olmaya bilər.

Səmərəliliyin Artması Niyə Eyni Nisbətdə Ekoloji Fayda Gətirmir?

İşin ən dəyərli tərəflərindən biri məhz bu məqamı göstərməsidir.

Qazlaşdırma sistemi klassik yanma ilə müqayisədə daha səmərəli işləyir. Lakin eyni zamanda daha mürəkkəb sistemdir. Biokütlənin qurudulması, qazın təmizlənməsi, sıxılma, köməkçi avadanlıq və əlavə proseslər kimi mərhələlər işə qoşulur.

Buna görə ekoloji yük tamamilə aradan qalxmır; sistem daxilində başqa mərhələlərə keçə bilər.

Klassik sistemdə ekoloji yük əsasən yanma və buxar istehsalı mərhələsində cəmlənir. Qazlaşdırma sistemində isə yük daha çox köməkçi proseslər arasında bölüşdürülür. Məsələn, biokütlənin qurudulması və qazın təmizlənməsi əlavə enerji və avadanlıq tələbatı yarada bilər.

Buna görə tədqiqat belə bir mesaj verir:

Texnologiyanı yalnız səmərəlilik göstəricisi ilə qiymətləndirmək kifayət deyil. Bütün sistemin ekoloji təsirinə baxmaq lazımdır.

Elektrik İxracı Niyə Bu Qədər Vacibdir?

İşdə ekoloji faydaların böyük hissəsi şəbəkəyə verilən elektrikin başqa elektrik istehsalı mənbələrini əvəz etməsi ilə izah olunur.

Yəni sistem nə qədər çox xalis elektrik ixrac edərsə, bir o qədər çox “qarşısı alınmış ekoloji təsir” yaranır. Bu, həyat dövrünün qiymətləndirilməsində mühüm fərziyyədir.

Buna görə qazlaşdırma sisteminin daha yaxşı görünməsində təkcə daha az emissiya yaratması deyil, həm də daha çox xalis elektrik təmin edə bilməsi rol oynayır.

Bu məqam xüsusilə diqqətlə oxunmalıdır. Çünki sistemin ekoloji nəticəsi onun hansı elektrik mənbəyini əvəz etdiyi fərziyyəsindən asılı olaraq dəyişə bilər. Əvəz edilən elektrik çox çirkləndiricidirsə, ekoloji qazanc böyük görünür. Daha təmiz şəbəkədə isə qazanc daha məhdud ola bilər.

Bu Tədqiqat Niyə Vacibdir?

Bu iş biokütlə enerjisi ilə bağlı tez-tez edilən bir ümumiləşdirməni sorğulayır.

Adətən “biokütlə bərpa olunandır, deməli ekoloji cəhətdən əlverişlidir” deyilir. Lakin reallıq daha mürəkkəbdir. İstifadə olunan texnologiya, sistem sərhədi, daxili enerji istehlakı, köməkçi proseslər, emissiyalar və elektrik əvəzlənməsi kimi amillər nəticəni ciddi şəkildə dəyişə bilər.

Şəkər qamışı küspəsi kimi kənd təsərrüfatı qalıqlarının enerjiyə çevrilməsi, əlbəttə, mühüm dairəvi iqtisadiyyat imkanıdır. Lakin bu imkanın həqiqətən ekoloji faydaya çevrilməsi üçün sistem düzgün layihələndirilməlidir.

İşin töhfəsi də burada ortaya çıxır:

• Klassik yanma ilə qazlaşdırmanı eyni çərçivədə müqayisə edir.
• Yalnız səmərəliliyi deyil, ekoloji təsir kateqoriyalarını da araşdırır.
• Qazlaşdırmanın üstünlüklərini göstərməklə yanaşı, məhdudiyyətlərini də ortaya qoyur.
• Daha yüksək səmərəliliyin ekoloji faydaya eyni nisbətdə çevrilməyə biləcəyini izah edir.

Türkiyə Üçün Nə Məna Verə Bilər?

İş Braziliyanın şəkər-enerji sektoruna yönəlib; lakin verdiyi mesaj Türkiyə üçün də dəyərlidir.

Türkiyədə də kənd təsərrüfatı qalıqları, biokütlə enerjisi, tullantıdan enerji istehsalı və sənaye mənşəli dairəvi iqtisadiyyat imkanları getdikcə daha çox əhəmiyyət qazanır. Şəkər çuğunduru küspəsi, kənd təsərrüfatı sap-samanı, meyvə-tərəvəz emalı qalıqları, zeytun küspəsi, fındıq qabığı və oxşar biokütlə mənbələri enerji baxımından dəyərləndirilə bilər.

Lakin hər biokütlə layihəsi avtomatik olaraq ekoloji və ya iqtisadi cəhətdən əlverişli deyil. Real fayda düzgün texnologiya, düzgün miqyas, düzgün logistika, düzgün emissiya nəzarəti və düzgün həyat dövrü hesablaması ilə yaranır.

Buna görə bu iş Türkiyədəki biokütlə və kənd təsərrüfatı tullantısı layihələri üçün də belə bir mesaj verir:

Tullantını enerjiyə çevirmək vacibdir; lakin əsas məsələ bunu hansı texnologiya ilə, hansı səmərəliliklə və hansı ekoloji nəticə ilə etdiyimizdir.

Diqqət Edilməli Məqamlar

Bu iş mühüm nəticələr təqdim etsə də, ehtiyatla şərh edilməlidir.

İlk növbədə, iş preprint xarakterlidir; yəni hələ rəyçi qiymətləndirməsindən keçmiş yekun akademik nəşr kimi qiymətləndirilməməlidir.

İkincisi, təhlil gate-to-gate sərhədi ilə aparılıb. Bu, kənd təsərrüfatı istehsalı mərhələsini və elektrikin son paylanmasını əhatə etmir. Bu seçim iki texnologiya arasındakı sənaye çevrilməsi fərqini daha aydın görmək üçün uyğundur; lakin bütöv həyat dövrünün hamısını təmsil etmir.

Üçüncüsü, ekoloji faydalar şəbəkəyə verilən elektrikin hansı elektrik mənbəyini əvəz etdiyi fərziyyəsindən asılıdır. Müxtəlif ölkələrdə və ya fərqli şəbəkə qarışıqlarında nəticələr dəyişə bilər.

Dördüncüsü, qazlaşdırma sistemi daha qabaqcıl və mürəkkəb quruluşa malikdir. Belə sistemlərdə texniki xidmət, qazın təmizlənməsi, qurutma, texniki istismar və investisiya xərcləri diqqətlə qiymətləndirilməlidir.

Nəticə

Bu tədqiqat şəkər qamışı küspəsindən elektrik istehsalında qazlaşdırmaya əsaslanan sistemlərin klassik yanma sistemlərindən daha səmərəli və ekoloji baxımdan daha üstün ola biləcəyini göstərir.

Lakin nəticələr eyni zamanda mühüm xəbərdarlıq verir: daha yüksək termodinamik səmərəlilik ekoloji faydanın da eyni nisbətdə artacağı demək deyil. Çünki qabaqcıl sistemlərdə ekoloji yük əsas yanma mərhələsindən köməkçi proseslərə keçə bilər.

Buna görə biokütlə enerjisini qiymətləndirərkən yalnız “bərpa olunan mənbə istifadə olunurmu?” sualını vermək kifayət deyil. Daha düzgün sual budur:

Bu mənbə hansı texnologiya ilə, hansı səmərəliliklə, hansı ekoloji yüklərlə və hansı sistem fərziyyələri ilə enerjiyə çevrilir?

Gələcəyin təmiz enerji sistemləri yalnız tullantını enerjiyə çevirən deyil, bunu bütün həyat dövrünü nəzərə alaraq edən sistemlər olacaq.

Mənbə və Metod Qeydi

Bu məzmun Fabiana de Oliveira Ramos və həmkarları tərəfindən hazırlanmış “Process-Based Life Cycle Assessment of Bioelectricity from Sugarcane Bagasse: A Comparison of Combustion and Gasification Systems” adlı akademik işdən istifadə edilməklə Verianla redaksiya formatında orijinal şəkildə hazırlanıb.

Orijinal iş: https://ssrn.com/abstract=6845140

Qeyd: İş preprint xarakterlidir və faylda rəyçi qiymətləndirməsindən keçmədiyi bildirilir. Bu yazı məlumatlandırma və təhsil məqsədilə hazırlanıb; enerji investisiyası, ekoloji qanunvericilik, maliyyələşdirmə, sənaye müəssisəsinin qurulması və ya peşəkar mühəndislik məsləhəti deyil.