MIT Makine Mühendisliği Bölümü Profesörü Ahmed Ghoniem (yukarıda) ve Mühendislik Fakültesi’nde Doktora Öğrensici Kevin Kung bu yılın ilk aylarında J-WAFS fonu alan en yeni MIT araştırma projelerinden birine liderlik ediyor. Ahmed ve Kevin kırsal toplumlarda daha çok yerel kaynakları, işgücünü ve zirai atıkları kullanarak küçük ölçekte gübre üretmek için yeni biyokütle işleme teknolojisini arılaştırmaya çalışıyorlar.

Opening Doors Ahmed (AG) ve Kevin (KK)’le proje ve hedefleri hakkında konuştu.

 Araştırma projenizin başlığı nedir?

AG: Projenin adı “yüksek getirili, sulama tasarrufu sağlayan gübre üretmek için merkezi olmayan kurutma.”

Ele almayı amaçladığınız konu nedir?

KK: Özellikle gelişmekte olan ülkelerde kırsal toplumlardaki çok sayıda küçük toprak sahibi çiftçi yurt dışından ithal edilen pahalı, sentetik gübrelere bağımlı. Bu gübrelerin yanlış kullanımı (yanlış gübrenin yanlış şartlarda kullanımı) çok defa toprağın asitleşmesine ve mahsul kaybına neden olabilir.

Örneğin, 2013 yılında Kenya’da çalışıyordum ve çok sayıda küçük toprak sahibi çiftçinin bu ya da şu kimyasal gübreyi gelişigüzel, toprağın kendine has doğasını gözetmeden kullandığını fark ettim. Bazı durumlarda bu mahsul artışına yol açsa da, diğerlerinde tam ters etkiyi yarattı. Pek çok çiftçi topraklarının bozulduğunu fark etti, ama neden olduğunu anlayamıyorlardı.

Sorun kısmen bilgiydi; kendi koşulları için doğru gübrenin ne olduğunu bilmiyorlardı, ama aynı zamanda erişimle ilgiliydi. İthal gübre oldukça pahalıdır, dolayısıyla bazı çiftçiler sadece en ucuz türevini satın alabilir. Kendi toprak türlerine göre aralarından seçim yapacakları beş ya da 10 farklı tür yoktur.

Önerdiğiniz çözümü basit ifadelerle kısaca açıklayabilir misiniz?

KK: Organik atığı yakarak gübre üretme konsepti genel olarak yeni değil. Binlerce yıldır, insanlar ağaç ve bitki özlerini yakıp sonra ortaya çıkan ‘kömürü’ toprağa karıştırarak gübreliyorlar.

Bunu yükseltip ticarileştirecek olan, ‘kurutma’ işlemi olarak anılan teknoloji de yeni değil. Ama bu, günde binlerce ton üretim sağlayan ve ekipmanları da milyonlarca dolar değerinde olan çok geniş ölçekli bir süreç.

Bizim amacımız kurutma işlemini yerel seviyeye getiren bir şey tasarlayıp kırsal ortamlarda, yerel olarak ulaşılabilen kaynakları ve işgücünü kullanarak çalışmasını ve köy veya toplum ölçeğinde etkin maliyet ile gübre üretilmesini sağlamak.

AG: İkinci bir amaç daha var; is gibi zararlı bileşikleri ortama salmayan ‘temiz’ bir biyokütle kurutma yöntemi geliştirmek. Dolayısıyla biyokütle kurutma konsepti yeni olmasa da, bunu hem ekonomik olarak uygulanabilir hem de çiftçiler için erişilebilir ölçekte çevresel olarak daha kabul edilebilir hale getirmeye çalışıyoruz.

Tata Öğrencisi ve biyoloji mühendisliği alanında doktora adayı olan Kevin Kung, MIT’teki laboratuvarında kurutma reaktörünü pirinç çeltikleriyle besliyor. Termokimyasal bir işlem biyokütleyi daha enerji yoğun bir forma dönüştürüyor ve yakıt olarak taşınmasını ve kullanımını kolaylaştırıyor. Fotoğraf: Ben Miller, MIT

Kurutma işlemini açıklayabilir misiniz?

KK: Kurutma, termokimyasal bir işlem. Eski mahsuller veya zirai atıklar gibi biyokütleyle işe başlayıp, bunları ısıtıyorsunuz. Isı maddede kimyasal reaksiyonlara neden oluyor ve asit ve CO2 gibi ‘kötü’ maddelerin çoğunu kaybediyorsunuz.

Geriye karbon bakımından daha zengin, ‘kurutulmuş biyokütle’ veya ‘biyokömür’ adı verilen bir şey kalıyor. Bu alkalin bir madde, dolayısıyla asidik toprakta kireçleme ajanı olarak görev yapıp çok sayıda besini ve pH dengesini toprakta alıkoyuyor.

Doğru koşullar altında üretildiğinde, besinleri ve nemi daha verimli bir şekilde tutmasını sağlayan gözenekli bir yapıya sahip oluyor, bu da beyazlamış toprağın iyileşmesine yardımcı oluyor.

Sizin teknolojiniz bireysel çiftçileri mi, yoksa köy ve toplum seviyesini mi hedefliyor?

KK: Tipik olarak, köy seviyesini hedefliyoruz, yani belki 10-20 km yarıçapta 500 ila 1.000 çiftçi. Bunu, hasat zamanı olan ve yoğun köy seviyesinde koordine etmek çok daha kolay.

AG: Aslında bu hala üzerinde çalıştığımız konulardan biri. Bizim konseptimiz, römork veya benzeri bir araç üzerinde toplumdan topluma taşınabilecek, mobil kurutma sistemine dayanıyor. Sürecin optimize edilmesi açıkça kurutma reaktörünü park edip işlemi uygulayabileceğimiz ve kömürü çiftlikte kullanılmak veya yerel olarak dağıtılmak üzere arkada bırakabileceğimiz doğru büyüklükteki çiftliği veya köyü bulmamız gerektiği anlamına geliyor. İlave gelir kazanmak için satılabilecek fazla ürün bile olabilir.

Ürünün buna en çok ihtiyacı olan toplumlarda ticari olarak uygulanabilecek kadar düşük maliyetle sunulabileceğine inanıyor musunuz?

KK: Bu, işe yarayacağını göstermek için, önümüzdeki 12 ay içinde iyileştirmeyi planladığımız alanlardan biri.

Temel teknoloji halihazırda mevcut, laboratuvarda çalışacağını gösterdik. Bir sonraki iş ölçeğini yükseltmek ve odaklandığımız ortamlarda da çalıştığından veya müdahalede bulunmamız gerekiyorsa bundan emin olmak. Sonra da, bunu yerel bileşenleri mümkün olduğu kadar çok kullanan bir tasarıma nasıl dönüştürebileceğimizi görmek.

AG: Yerel üretim unsuru önemli. Maliyeti asgari seviyede tutarak, ekipmanın çoğunun yerel olarak üretilebilmesini ve kurulabilmesini sağlamak için bu bölgelerde yerel yetenekleri ve kabiliyetleri incelemek istiyoruz.

Bu amaçları başarmak bakımından J-WAFS Çözümleri’nin finansmanı ne kadar önemli?

AG: Hayati. Biyokütle kurutma üzerine daha önce yaptığımız çalışmaların çoğu biyokütleyi gübreden ziyade enerjiye dönüştürmeye odaklıydı. Dolayısıyla bütün ziraat ve gıda üretimi alanı bizim için görece yeni.

J-WAFS Çözümleri’nin finansmanı bu piyasada ilerleme kaydetmeye başlamak için gerekli ilk adımları atmamızı ve umarız vizyonumuzu gerçeğe dönüştürmemizi sağlayacak.

Ayrıca J-WAFS ile birlikte çalışmanın bize yalnızca teknoloji geliştirme bakımından değil, aynı zamanda teknolojinin çeşitlendirilmesini ve ticarileştirilmesini incelemek bakımından da yardımcı olacağına inanıyoruz.