Doğadan Gelen Doğa Dostu Biyoplastik Hammaddeleri: Yemek ya da Yememek
Hangi tarımsal besleme stokları endüstriyel kullanım için en uygun?
Nova-Institute, Almanya tarafından yayınlanan yeni makale, gıda ekinlerinin gıda ve besin amaçları dışındaki uygulamalara kullanılıp kullanılmaması gerektiğine dair olan yakın tarihli tartışmalara bir katkıda bulunuyor. Bilimsel kanıtlara dayanan ve gıda ekinlerinin biyobazlı plastik malzemelerin üretilmesi dahil olmak üzere biyobazlı endüstrilerde kullanılmasına dair daha uygun bir görüş üretmeyi hedefleye bu makalede duygusal adımların bir adım ötesinde bir yaklaşım üretiliyor.
Micheal Carus ve Lara Dammer adlı yazarlar her türdeki biyokütlenin endüstriyel kullanım için kabul edilmesi görüşündeler. Seçimin bu biyokütle kaynaklarının ne kadar sürdürülebilir ve verimli olarak üretilebildiklerine göre yapılması gerektiğini belirtiyorlar.
Şu bir gerçek ki, biyokütlenin, özellikle de artan dünya nüfusu koşullarında, ayrılması gereken ilk yer gıda güvenliği. 2011 yılı sonunda gezegenimizde yaklaşık 7 milyar insan bulunuyordu. Küresel nüfusun 2050 yılı itibariyle 9 milyara ulaşması bekleniyor. Bu da tek başına %30'luk bir biyokütle talep artışına sebep olacak. Artan et tüketimi yükselen yaşam standartları da biyokütle talebini daha da arttıracak. AB komisyonu %70'lik bir gıda talebi artışı tahmininde bulunuyor ve bu durum da et tüketiminin 2 kat artacağı yönünde yorumlanıyor.
Gıda ve yem biyokütle kulanımında öncelikli olarak pay alıyorlar, bunları biyobazlı ürünler, biyoyakıtlar ve biyoenerji takip ediyor. Aşağıdaki resimde 2008 yılında üretilen toplam 10 milyar tonluk biyokütle üretimin kullanımının dağılımı gösteriliyor. Hayvan yemi %60'lık payla birinci sırada yer alırken, bu payın daha da artması bekleniyor.
Halk arasındaki tartışma daha çok gıda ekinlerinin kullanım alanlarının rekabeti üzerine: gıda, yem, endüstriyel malzemeler ve enerji. Fakat yazarlar en önemli konunun ekili alanların yaratılması olduğunu belirtiyorlar çünkü ekilebilir alanlara gıda amaçlı olmayan ekinlerin yetiştirilmesiyle potansiyel gıda tedariğinin de en az bu kadar ve hatta daha fazla azalması bekleniyor. Bu sebeple endüstriyel kullanım için en uygun biyokütlenin bulunması amacıyla daha farklı bir yaklaşım öneriyorlar.
İlk adımda, biyokütlenin gıda dışındaki diğer amaçlarla kullanımının doğru olup olmadığı konusu gündeme getiriliyor. Bu da ekili alanların kullanılabilirliğini dikkate almak anlamına geliyor. Bazı yapılan çalışmalar, dünya çapında gıda arzı karşılansa dahi bazı alanların hala boş kalacağı yönünde. Bu çalışmalar aynı zamanda dünya çapında, yetiştirme verimlerinin ve ekili alan çaplarının da artacağını gösteriyor. AB bölgesinde dahi yaklaşık 2.5-8 milyon hektarlık ekilebilir alan günümüzde kullanılmıyor. Bütün bu potansiyellere rağmen, ekilebilir alanlar ve biyokütle sınırlı kaynaklar ve bu sebeple verimli ve sürdürülebilir bir şekilde kullanılmalılar. Yukarıdaki rakamların da gösterdiği gibi, biyokütlenin endüstriyel malzeme üretmek amacıyla kullanılması, biyokütle rekabetinin sadece küçük bir payını kaplıyor. Diğer faktörlerin gıda erişilebilirliğine çok daha fazla etkileri bulunuyor. Bütün sektörlerden gelen yükselen talepler yüzünden, asıl önemli konu biyoküle üretiminin sürdürülebilir bir şekilde nasıl arttırılabileceği şeklinde..
1. Verimleri arttırmak: Gelişmekte olan ülkelerdeki inanılmaz potansiyeller, bilinen teknolojilere ve altyapılara yeterli oranda yatırım yapılmaması sebebiyle kullanılamıyor. Tarım politikalarının yetersizliği, kredilerin yeterli düzeyde olmaması, fiyat teşviklerinin yetersiz kalması ve arsa sahipliği konusundaki sıkıntılar, bunun en büyük sebebi olarak ortaya çıkıyor.
2. Ekilebilir alanların genişletilmesi: Yağmur ormanları ve korunan alanlara dokunmadan yaklaşık 100 milyon hektarlık bir alan şu anki 1.4milyarlık ekilebilir alanlara eklenebilir. Birçok tahmin bu rakamın 500milyona kadar çıkabileceğini hesaplıyor. Bu alanların kullanılması için çok fazla altyapı yatırımına ihtiyaçları mevcut. (1,2)
İki durum da politik reformların ve tarım teknolojilerine ve altyapılarına büyük yatırımların gereksinimini gösteriyor. Aynı zamanda biyokütle ve ekilebilir alanların korunması için de devasa bir potansiyel bulunuyor.
- Et tüketiminin azaltılması, diğer kullanım amaçları için çok büyük miktardaki ekilebilir alanı serbest hale getirebilir. Bir sığırdan protein elde etmek, buğday ve ya soyadan elde etmekten 40-50 kat daha fazla biyokütle gerektiriyor.
-Gıda kayıplarını azaltmak da benzer şekilde büyük miktarda ekilebilir alanı boş hale getirecektir. Kaba bir hesapla, küresel ölçekte insan tüketimi için üretilen gıdanın yaklaşık 3'te 1'lik kısmı kaybediliyor ya da atılıyor, bu da yılda 1.3 milyar tonluk bir rakama denk geliyor. (3)
- Biyokütle işleme verimini modern endüstriyel biyoteknoloji yöntemlerini kullanarak bütün uygulamalar için arttırmak.
- Günümüzde herhangi bir katma değer elde edilmeyen bütün tarımsal yan ürünlerden faydalanabilmek. Özellikle de lignoselüloz kalıntıları potansiyel olarak, ikinci nesil biyoyakıt ve biyokimyasallar üretimi için kullanılabilir.
-Son olarak güneş enerjisinin elektrikli arabaların yakıtı amacıyla kullanılması, bu da alan gerektiriyor, normal araçlarda biyoyakıtların kullanılması için gerekecek olan alanların yaklaşık olarak 100 katı alan açısından verimli. Ek olarak güneş enerjisi ekilemeyen alanlarda da üretilebilir. Bu tür enerjinin daha fazla kullanılması biyoyakıt üretimi için kullanılan alanların da serbest kalması anlamına gelecektir. (4)
Bütün bu adımlar sonrasında, var olan alanlar belirlendikten sonra, bu alanlardan en iyi yararlanmanın yolunu bulmak ikinci adım olacaktır. Birinci nesil biyokütleden, şeker, nişasta, bitkisel yağ ve doğal kauçuk ve farklı kimyasallar ve malzemeler elde etmek neredeyse insanlık tarihine dayanmaktadır. Endüstriyel çapta ise 100 yılı aşkın bir süredir yapılmaktadır. Örneğin, nişasta yüksek ölçekte kağıt endüstrisinde kullanılmaktadır. Günümüzde, büyük çapta kimyasallar, plastikler, deterjanlar, lübrikantlar, yakıtlar bu kaynaklardan üretilmektedir. Bu kaynakların potansiyel olarak doğrudan gıda ve hayvan yemi ile olan rekabetleri sebebiyle, son on yılda fermente edilebilir şekerler için lignoselüloz besleme stoğunun hammadde olarak kullanılması fikri ortaya çıkmıştır.
Lignoselüloz deyince, odun, kavak, söğüt ve Miscantus gibi ağaçlıklar ya da saman gibi lignoselüloz tarım yan ürünleri akla gelmektedir. Bunlar ikinci nesil besleme stokları olarak adlandırılmaktadır. Günümüzde ise, alglerin besleme stoğu olarak kullanılması yönünde çok fazla araştırma sürdürülmektedir, bunlar da üçüncü nesil besleme stokları olarak adlandırılmaktadır.
İkinci nesil besleme stoklarının gıda güvenliğinin sağlanması konusunda daha az etkisi olup olmayacağı hala makalenin içeriğinde tartışılmaktadır.
Bazen tartışılan bu aksiyom için bazı sebepler verilmektedir. Son yapılan çalışmalar birçok gıda ekinin, gıda olmayan ekinlere göre daha alan verimine sahip olduğunu göstermektedir. Bu da örnek olarak biyoplastiklerin yapıtaşlarını oluşturan monomerlerin üretilmesi için gerekli biyoteknolojik işlemler için belli miktarda fermente edilebilir şeker üretebilmek amaçlı, problemsiz olarak gösterilen ikinci nesil lignoselüloz gıda olmayan ekinler ile karşılaştırıldığı zaman, daha az alan gerektiğidir.
Bu durum, nişasta, şeker ve bitkisel yağ gibi maddelerin ekinler tarafından güneş enerjisini depolama araçları olarak kullanılmasından ve kolay bir şekilde kullanılabilmelerinden dolayı çok da şaşırtıcı değildir. Diğer yandan, lignoselülozlar ekinlere fonksiyonel bir yapı sağlarlar, enerji depolamak amaçlı değil, bitkiyi mikroorganizmalardan korumak gibi amaçlarla yapılmaktadırlar. Sadece bazı özel enzimler (artı enerji) lignoselüloz yapılarını fermente edilebilir şekerlere dönüştürebilir. Bu alanda çok ilerlemeler kaydedilse de, teknoloji hala emekleme çağındadır. Bu enzimlerin fiyatları ve verimleri, sermaya gereksinimleri bir kenara bırakılsa bile, hala bu strateji için önemli bir engel teşkil etmektedir. Sonuç olarak fermentasyon için lignoselüloz biyokütlesi verimli bir seçenek henüz değildir.
Bu da genellikle dile getirilen; ' Firmanız ne zaman gıda ekinlerinden ikinci nesil lignoselüloz besleme stoklarına geçecek?' sorusunun çok dar görüşlü ve basit olduğu anlamına geliyor. Yazarlar asıl sorulması gereken sorunun; bölgenizdeki alanların ve biyokütlenin en sürdürülebilir ve verimli olarak kullanılmasının yolu nedir olması gerektiğini belirtiyorlar. Yani bir ekinin gıda ya da yem olarak kullanılmasından çok, mevzu kaynak ve alanların verimli ve sürdürülebilir olarak kullanılması. Rekabet alanlar için geçerli. Lignoselüloz besleme stoğu elde etme için kullanılan alanlar zaten gıda ya da yem üretimi için kullanılmıyorlar. Bu sebeple gıda ekinleri endüstri için kullanılmasın dogması tarımsal kaynakların (alanlar ve biyokütle) dağılımında bozukluğa ve hatta yetersiz kullanılmasına sebep olabilir.
Aynı zamanda, biyo bazlı endüstrilerde gıda ekinler çok verimli bir şekilde kullanılabiliyor, çünkü üretim zincir sistemleri uzun bir süreçte optimize ediliyorlar ve yan ürünler de gıda ve yemlerde kullanılabiliyorlar. Gıda ekinleri için biyorafineriler uzun yıllardır varlığını sürdürüyor ve toplanan ekinlerin bütün kısımlarını gıdaya, yeme, melzemelere, enerji/yakıta çevirerek maksimum faydayı alabiliyorlar. Eğer bu maksimum fayda alınamasaydı, gıda ve yem fiyatları da artarlardı.
Örneğin, biyobazlı kimyasallar, plastikler ve ya yakıtlar için şeker, nişasta ve ya yağları kullanmak, bitki bazlı proteinleri açığa çıkarır ve bu ürünler de gıda ve hayvan yemi endüstrisi için önemli besleme stoklarıdır. Günümüzde dünyamız karbonhidratlar açısından değil protein açısından tedarik sorunu yaşamaktadır. Bu da aslında gıda kullanımı için aslında gerçek bir rekabetin olmadığını, zaten hali hazırda gıda ekinlerinin değerli kısımları (proteinleri) gıda ve yem üretim amaçlı kullanılmaktadır.
Aşağıdaki tablo ve grafikte ekinlerin işlenen kısımların, eğer ana kullanımları maleme ve kuru madde olursa, fiyatlarının saptamasıyla ilgili bir değerlendirme sunulmuştur. Yüzdeler tahıl ve ya meyvelerle ilişkilidir, saman ve yaprak gibi kaynaklardan lignoselüloz lifler değerlendirmeye alınmamıştır.
Fazla dile getirilmeyen diğer önemli bir husus ise endüstri için gıda ekinlerinin acil durumlarda gıda ve ya yem tedariği için kullanılabilecekken, ikinci nesil lignoselülozların bu şekilde kullanılamayacağı. Bu da gıda güvenliğinin gıda ekinlerinin daha geniş alanlarda kullanmasıyla sağlanabileceğini gösteriyor. Bir gıda krizi durumunda şeker kamışı (Brezilya) ve mısır (ABD) anında gıda ve yem pazarına yönlendirilebilir. Bu durum özellikle gıda ve yem için ekin çeşitliliği ile mümkün.
Birinci nesil ekinler aynı zamanda çiftçilere ekinlerinin son kullanımı ile ilgili olarak daha fazla esneklik tanıyacaktır. Eğer pazarda bir ekin doygunluğa ulaşmışsa, bu durum o ekinin endüstriyel kullanıma yönlendirilmesine imkan sağlayacaktır. Bu durumun tersi gıda kıtlığı durumunda da geçerli olacaktır.
Bu sebeple endüstri kullanımı için daha fazla gıda ekini yetiştirmek dört kere kazan durumunu yaratmaktadır.
- Çiftçi stoğunu satabileceği daha fazla seçeneği olacağı için kazanır ve böyleece daha fazla ekonomik refaha sahip olur.
- Çevre gıda ekinlerinin daha verimli olarak kullanılması ve daha az alan gereksinimi olduğundan dolayı kazanır.
- Gıda güvenliği protein olarak zengin yan ürüne sahip gıda ekinlerinin yüksek değeri sayesinde kazanır.
-Gıda güvenliği kriz zamanlarında gıda ekini kaynaklarının daha esnek bir şekilde kullanılabilme imkanından dolayı kazanır.
-Pazar istikrarı gıda ekinlerinin küresel erişilebilirliğinin artması ve kesintilerin ve spekülasyonların sebebiyle ani fiyat artışlarının olmaması ile kazanır.
Bütün bu sebeplerden dolayı, yazarlar politik tedbirlerin basitçe gıda ve gıda olmayan ekinler arasında ayrım yapmak yönünde hareket etmektense, alan erişilebilirliği, kaynak ve alan verimi ve yan ürünlere fiyat biçilmesi ve acil durum gıda kaynakları gibi kriterleri göz önünde bulundurması gerektiğini belirtmektedirler.
Bu da birinci nesil proseslere yönelik araştırmalara devam edilmesi ve desteklerin devam etmesi gerektiği anlamına gelmektedir. Özellikle de Avrupa Birliğinde şeker üretimi için olan kota sisteminin bu stokların endüstriyel kullanım için sağlanabilmesi açısından gözden geçirilmesi gerekmektedir.
-Bioplastics MAGAZINE 04/2013
1- Dauber, J. et al. 2012: Bioenergy from 'surplus' land: environmental and socio-economic implications; BioRisk 7:5 - 50 (2012)
2- Zeddies, J. et al. 2012: Globale Analyse und Abschatzung des Biomasse- Flachennutzungpotentials. Hohenheim 2012
3- FAO - Food and Agriculture Organization of the United Nations 2011: Global food losses and food waste. Rome 2011
4- Carus, M. 2012: From the field to the wheel: Photovoltaic is 40 times more efficient than the best biofuel; bioplastics MAGAZINE (1/12), Vol.7, 2012
Etiketler: biyobazlı endüstri , biyobazlı hammaddeler , biyobazlı ürünler , biyoplastik hammaddeleri , ekilebilir alanlar , gıda ekinleri