TÜBİTAK MAM öncülüğünde 11 uluslararası paydaşla yürütülen Ufuk Avrupa projesi SUSTEPS; atıksu ve baca gazını mikroalg üretimiyle buluşturarak havacılık sektörü için yüksek verimli SAF geliştirme yolculuğuna kararlılıkla devam ediyor.
Küresel ölçekte net sıfır emisyon hedefleri doğrultusunda adımlar atılırken, elektrifikasyon çözümlerinin sınırlı kaldığı havacılık gibi sektörlerde çevre dostu sıvı yakıtlara olan ihtiyaç her geçen gün artıyor. Avrupa Birliği’nin Ufuk Avrupa (Horizon Europe) Programı kapsamında desteklenen ve TÜBİTAK Marmara Araştırma Merkezi (TÜBİTAK MAM) koordinatörlüğünde sürdürülen Gelişmiş Biyoyakıt Üretiminin Ölçeklendirilmesi Yoluyla Sürdürülebilir, Güvenli ve Rekabetçi Enerji (SUSTEPS) projesi, bu ihtiyaca döngüsel ekonomi prensiplerine dayanan yenilikçi bir teknoloji zinciriyle yanıt veriyor.
Araştırma kuruluşları, üniversiteler ve sanayi ortaklarından oluşan 11 paydaşlı uluslararası konsorsiyumu buluşturan proje kapsamında; atıksu ve endüstriyel karbondioksit (CO₂) girdileri mikroalg biyokütlesi üretiminde değerlendirilerek fosil jet yakıtına düşük karbonlu alternatif oluşturmayı hedefleyen sürdürülebilir havacılık yakıtına (SAF) dönüştürülüyor.
Enerji Tüketen Kurutma Aşaması Ortadan Kaldırılıyor
Geleneksel biyoyakıt üretim yöntemleri tarımsal gıda alanları ve tatlı su kaynaklarıyla rekabet yaratabilirken, mikroalgler tarım arazisine ihtiyaç duymayan bir biyokütle alternatifi sunuyor. Bununla birlikte mikroalglerin yüksek su içeriği sebebiyle klasik yöntemlerle kurutulması, bugüne kadar biyoyakıt üretim süreçlerinde ciddi bir enerji sarfiyatına ve maliyet artışına yol açıyordu. SUSTEPS projesinde odaklanılan temel teknolojilerden birini oluşturan Hidrotermal Sıvılaştırma (HTL) teknolojisi sayesinde bu engelin aşılması hedefleniyor. Yüksek su içeriğine sahip ıslak alg biyokütlesi, enerji yoğun kurutma adımına gerek kalmaksızın doğrudan yüksek sıcaklık ve basınç altında ham biyoyakıta dönüştürülüyor. Elde edilen ham sıvı ürün; katalizör ve hidrojen eşliğinde yürütülen iyileştirme süreçleriyle oksijen, azot ve kükürt bileşiklerinden arındırılarak doğrudan havacılık ve dizel standartlarına uygun, yüksek kaliteli ileri biyoyakıta dönüştürülüyor. Bununla birlikte, geliştirilen proseste ortaya çıkan tüm yan akımların değerlendirilmesiyle kaynak kullanım verimliliği artırılmakta, böylece teknolojinin ekonomik ve çevresel sürdürülebilirliği güçlendirilmektedir.
Laboratuvardan Sanayiye Uzanan Döngüsel Bir Ekosistem Kuruluyor
SUSTEPS kapsamında geliştirilen entegre proseste ortaya çıkan yan akımların da değerlendirilmesiyle kaynak kullanım verimliliği artırılmakta, böylece teknolojinin ekonomik ve çevresel sürdürülebilirliği güçlendirilmektedir. Bu doğrultuda yürütülen çalışmalarda, baca gazı ve atıksu entegrasyonuyla 3.000 litre kapasiteli pilot ölçekte mikroalg yetiştiriciliği gerçekleştirilirken; sürekli çalışan HTL sistemleriyle yüksek karbon dönüşüm verimi hedeflenmekte ve yüksek sıcaklıkta tuz ayrımı gibi ölçek büyütmenin önündeki teknik zorluklara çözümler geliştirilmektedir. Ayrıca, biyokütle dönüşümü sonrasında ortaya çıkan sulu fazın membran ayırma teknolojileriyle işlenmesi sayesinde su ve değerli bileşenlerin geri kazanılarak yeniden değerlendirilmesi amaçlanmaktadır. Bu entegre üretim zincirinde TÜBİTAK MAM; elde edilen ham biyoyakıtın katalitik yöntemlerle iyileştirilmesi, yakıt kalitesinin artırılması ve hidrojenin saflaştırılması gibi kritik teknolojik süreçleri yürütmektedir.
Dört yıllık çalışma takvimi doğrultusunda ilerleyen projenin tüm aşamaları, TÜBİTAK MAM koordinasyonunda yürütülen Tekno-Ekonomik Analiz (TEA) ve Yaşam Döngüsü Değerlendirmesi (LCA) çalışmalarıyla ekonomik ve çevresel açıdan değerlendirilmektedir. Bu çalışmaların Aspen tabanlı entegre proses simülasyonlarıyla desteklenmesi sayesinde, teknolojinin endüstriyel ölçeğe taşınmasına yönelik teknik, ekonomik ve çevresel uygulanabilirliği bütüncül bir yaklaşımla ortaya konulmaktadır.
SUSTEPS projesinin tamamlanmasıyla atıkların ve karbondioksitin birlikte değerlendirilerek yüksek katma değerli sürdürülebilir yakıtlara dönüştürülmesi hedefleniyor. Böylece hem teknik hem de ekonomik uygulanabilirliği sahada kanıtlanmış bütünleşik bir ileri biyoyakıt üretim platformunun sektöre kazandırılması amaçlanıyor.
