03.03.2009

Türkiye' de Atıklardan Enerji Üretimi ve Biyogaz

Günümüzde enerji, özellikle sürdürülebilir enerji çok önemli.

Bu bağlamda rüzgar enerjisi ve küçük hidroelektrik santraller (HES) konusunda büyük gelişmeler yaşanıyor. Güneş enerjisi ile ilgili çalışmalar yapılıyor. Ayrıca daha çalışma ve fikir geliştirme aşamasında olsa da özellikle Karadeniz ve boğazlarda dalga ve akıntı enerjisi konusunda gelişmeler konusunda umudumuz var [1] [2].

Ancak tüm bu enerji kaynakları açıkçası tek işlevli. Yani ana işlevleri enerji üretmek.

Oysa biyokütle (özellikle biyogaz) enerjisi dediğimiz bir enerji kaynağı daha var ki faydaları birden çok:

Biyokütle Enerjisi (özellikle biyogaz) Üretim Sürecinin Faydaları

1. Sürdürülebilir enerji kaynağıdır.

2. Atık bertarafı sağlar.

3. Çevre kirliliğini önler.

4. Tarımsal verimi arttırır. (Atıkların işlenerek toprağa geri döndürülmesi ile)

5. Ekonomiyi destekler. (Atık toplama-atık işleme-gübre dağıtımı zincirinin kurulması ile istihdam ve çoklu ekonomik değer yaratır)

Biyogaz organik atıkların, metan bakterilerinin oksijensiz ortamda çürütülmesi sonucu ortaya çıkan %60-80 metan içerikli yanıcı bir gazdır. Çevreye olumsuz etkileri olan karbon dioksit, azot dioksit, asit yağmurlarını oluşturan sülfür dioksit, karbon monoksit ve benzeri insan sağlığına zararlı gazlar ile kıyaslandığında çok iyi bir yenilenebilir enerji kaynağıdır. Ayrıca biyogaz kullanılırken atmosfere bırakılan karbon dioksit, bitkiler tarafından fotosentez yolu ile geri alınır.

Ancak bu kaynak Türkiye' de yeterince iyi değerlendirilememektedir. Bilgilerimize göre 2009 yılı itibarı ile sadece bazı belediyeler çöp alanlarından metan gazı üretimi yapmakta, bazı sanayi tesisleri ve sınırlı sayıda tarım/hayvancılık işletmesi biyogaz tesisleri kurarak bu enerjiden faydalanmaktadır. Tahminen şu an potansiyelin % 1' i bile kullanılamamaktadır.

Gelgelelim ne mutlu ki bu alanda büyük bir adım atılıyor. Kocaeli Büyükşehir Belediyesi, TÜBİTAK-MAM, Kocaeli Üniversitesi, Ege Üniversitesi, Akdeniz Üniversitesi ve Süleyman Demirel Üniversitesi´nin ortak çalışması ile hayata geçirilecek olan bir biyogaz projesinde, kümes hayvanları ile küçük ve büyük baş hayvanların dışkılarından ve bitkisel atıklardan enerji üretimi sağlanacakmış [3].

Bu bağlamda projenin 1. dönem faaliyet raporundan öğrendiğimize göre potansiyel araştırılmış ve bir pilot tesis kurulmuş [4]. Umalım ki bu çalışma başarılı şekilde sonuçlanır ve ülke çapında organik atıklar değerlendirilebilir.

Kocaeli Biyogaz Tesisi

Şekil 1- Kocaeli Pilot ölçekli biyogaz tesisinin yerleşim şeması [4]

Buna göre pilot tesisin kurulacağı Kocaeli İlinin bitkisel ve hayvansal atık kapasitesi 231.779 ton olarak belirlenmiş. Yapılacak bir pilot tesisin yılda 7.000 ton atık işleyerek 2.267.000 kWh/yıl elektrik üreteceği hesaplanmış. [4] Bu durumda tam kapasitede bu tesis 75 milyon kWh/yıl elektrik üretecektir. Bu durumda 4 kişilik bir ailenin yılda 3600 kWh elektrik tükettiği göz önüne alınırsa (kişi başı 900 kWh/yıl) atıklardan elde edilen enerji ile 83.400 kişinin evsel elektrik ihtiyacı bu yolla karşılanabilir demektir.

Elbette tarımsal atıkların bu şekilde işlenmesinden bir sonraki adım şehir ve sonrasında köy kanalizasyon atıklarının da bu tip tesislerde işlenmesi ile hem soruna topluca bir çözüm bulmak, hem de bir ekonomik sinerji alanını değerlendirmek gerekecektir.

Açıkçası ülkemizde organik atık miktarı tam olarak tespit edilebilmiş değildir. Özellikle mutfak atıklarının toplanması önemlidir.

Bazı belediyelerde sevindirici başlangıçlar görsek de ülkemizde organik mutfak atıkları toplanamamaktadır. (Stajım için Almanya' da bulunduğum 2000 yılında, kaldığımız öğrenci yurdunda tüm çöplerimizi kağıt, plastik, organik, cam ve diğer olarak ayrıştırarak 5 ayrı yere atıyorduk. Organik atıkların ne olduğunu sorduğumda bir Alman arkadaşım şöyle demişti: "Bir tesiste işleniyor. Sonra onlara verdiğin kadar çöpü işlenmiş gübre halinde bahçene atman için geri getiriyorlar" Bu uygulama çok hoşuma gitmişti. Ülkemizde kurulacak biyogaz tesislerinde belediyeler benzer bir uygulamayı neden gerçekleştiremesin?)

Türkiye' nin Gerçek Mutfak Atığı Potansiyeli Nedir?

Bunun için bazı bilgilere bir göz atalım:

Tablo 1- Türkiye' de kişi başına atık oluşumu [5]

* Atıklar belediye tarafından toplanmadan önce, kaldırıma bırakıldıklarında bazı kişilerce ayrıştırılmaktadır. Bu nedenle Büyükşehirlerde yaklaşık %10 , diğer illerde %5 oranında kayıp olduğu kabul edilmiştir.

Bu atıkların yüzde dağılıma baktığımızda:

Şekil 2- Katı Atık Ana Planı Projesi kapsamında yapılan katı atık kompozisyon belirleme çalışmasının sonucu [5]

Yine aynı kaynaktan 2007 yılı itibarı ile 67.500.000 kişiye hizmet verildiği, bu verileri bu kadar kişi için geçerli olduğunu düşünebiliriz.

67.500.000 kişi, kişi başı günlük 1 kg atık ve bunun % 34' ünün mutfak atığı olduğunu bildiğimize göre:

67.500.000 x 1 x 0,34 = 22.950.000 kg

Yıllık:

22.950.000 x 365 = 8.376.750 ton mutfak atığı şu an heba olmaktadır.

Ayrıca belirtmek gerekir ki mutfak atığı dışında bu kişi başı atık miktarı içerisinde büyük oranda kağıt-karton gibi geri dönüşebilir materyal harici biyobozunur madde de vardır.

Yine ayrıca belirtmek gerekir ki, deneyimlerim ve gözlemlerime göre mantıklı ve etkin bir organik atık toplama sistemi kurulur ve bu sistem tüm tarım alanlarını kapsayabilir ise, yukarıdaki hiç bir istatistiğe girmemiş olan budama atıkları, orman atıkları, tarımsal üretim atıkları da en az yukarıda hesaplananlar kadar bir miktar atığı oluşturmaktadır. Açıkçası ben Türkiye' den yılda 50.000.000 - 100.000.000 ton biyogaz tesisinde işlenebilir atık toplanabileceğini düşünüyorum. Bir hesap yapabilmek için 75.000.000 ton atık toplandığı, 1 ton atıktan 30 m³ biyogaz üretildiği ve m³ başına üst sınır 6.800 Kcal enerji üretildiği (doğalgazın da üst sınırı alınacağı için) düşünülürse [6]:

75.000.000 x 30 x 6.800 = 11.250.000.000.000 Kcal

Doğalgaz üst ısıl değeri 9.155 kcal/m3 (ISO 6976) alındığında:

11.250.000.000.000 / 9.155 = 1.671.217.914 m3

Buna göre atıklardan üretilen biyogazdan yıllık 1 ila 2 milyar m³ doğalgaz eşdeğeri gaz üretmek (ve biyogazı doğalgaza dönüştürmek) mümkündür.

Türkiye' nin yıllık doğalgaz tüketimi 35 milyar m³ olduğuna göre, atıklardan biyogaz üretimi ile Türkiye doğalgaz ihtiyacının % 3 ila % 6' sı kadar miktar biyogazdan karşılanabilir.

Eğer 75.000.000 ton atıktan Kocaeli biyogaz tesisindeki verim ile elektrik üretilirse, 27.000.000 kişinin (> 24 milyar kWh/yıl) evsel elektrik ihtiyacı karşılanabilmektedir.

Almanya örneğinde önümüze daha büyük bir tablo çıkmaktadır.

Tablo 2- Alman biyogaz sektörünün bugünkü durumu ve gelecek öngörüsü [7]

Almanya biyogazda önemli yol almıştır. Almanya’da yapılan son bir araştırmaya göre, 11 milyon hektar olan ekim alanlarının yüzde 30’luk kısmı biyogaz hammaddesi için kullanıldığında, bunun karşılığında 400 TWh (Terrawatt) gücünde enerji elde edildiği belirlenmiştir. Bu rakam Rusya’dan yapılan doğalgaz ithalatını 2020’ye kadar yüzde 100 üstlenebilmektedir [7].

Umarım bu kadar çok faydayı bir arada sağlayan bu teknolojiyi ülkemizde verimli şekilde kullanmaya başlayabiliriz.

Sonuç ve Öneriler

1- Hızlı yol almak için biyogaz tesislerinin özel sektör tarafından kurulması teşvik edilmeli, küçük HES' ler için yapılan benzeri bir uygulama bu alanda da yapılmalıdır.

2- Bir biyogaz tesisi Kyoto protokolü gereği oluşturulmuş karbon (emisyon takas) borsasında emisyon satışı için çok önemlidir. Bu bağlamda TC vatandaşlarının karbon borsasına iştirakinin mümkün olacağı ortam oluşturulmalı ve tesis kurmak isteyen girişimcilere karbon borası konusunda bilgilendirme yapılmalıdır. (Biyogazın karbon borsasında büyük önemi var. Çünkü bir ton metan gazının değeri 1 ton karbonun 10-20 katı civarındadır. 2006 sonunda karbondioksitin tonu 4 USD' ye işlem görürken aynı miktar metan 70 USD civarında işlem görmektedir [8].)

3- Biyogaz tesislerinden çıkacak gübrenin standardı oluşturulmalı, acil olarak tarımsal araştırma enstitülerinde bu gübrenin kullanıldığı araştırmalar yapılarak sonuçları üreticilerin ve araştırmacıların bilgisine sunulmalı ve tesislerden çıkan gübrenin etkin şekilde tarım arazilerinde kullanımı sağlanmalıdır.

Aslında yapılması gerekeni değerli şair Necip Fazıl Kısakürek güzel özetlemiş:

"Devler gibi eserler bırakmak için, karıncalar gibi çalışmak lazım."

Saygılarımla,

Hakan Ozan Erzincanlı
Ziraat Yüksek Mühendisi
www.tarimsal.com

Kaynaklar:
[1] http://www.radikal.com.tr/haber.php?haberno=90916 [Erişim: 03.03.2009]
[2] http://www.dalgaenerjisi.com/tr/?Sayfa=Basindan&AltSayfa=3 [Erişim: 03.03.2009]
[3] http://www.biyogaz.org.tr/indextr.html [Erişim: 03.03.2009]
[4] http://www.biyogaz.org.tr/dosya/I.%20Donem_faaliyet_ozeti.pdf [Erişim: 03.03.2009]
[5] T.C. ÇEVRE VE ORMAN BAKANLIĞI, Atık Yönetimi Eylem Planı (2008-2012) http://www.atikyonetimi.cevreorman.gov.tr/belge/atikeylemplani.pdf [Erişim: 03.03.2009]
[6] http://www.tarimsal.com/biyogaz/biyogazsorucevap/biyogaz.htm [Erişim: 03.03.2009]
[7] http://www.schmack-biogas.com/wDeutsch/download/pdf/S_Karakuz_Subat_BYD.pdf [Erişim: 03.03.2009]
[8] http://www.brownfieldnetwork.com/gestalt/go.cfm?objectid=587B8204-024E-B604-0439A56B668945FD [Erişim: 03.03.2009]

1- Sayın Emekli Profesör Doktor Nuri Saryal, Makina Mühendisi  / 03.03.2009

Sayın Erzincanlı,
Biogaz üretimi Türkiye'de ilk kez 1957 yılında, Ankara Üniversitesi Fen Fakültesinde, Almanya'dan göç eden Profesör Gerngross tarafından yaptırılan bir doktora çalışmasında üretilmiştir. Atatürk Orman Çiftiğnde altı ineğin gübresiyle elde edilen biyogazla bir Bunsen yakıcısında gün 24 saat 10 cm boyunda bir alev yanmakta idi. Hocasının, öğrencinin ve babamın bütün geyretlerine rağmen, Enerji Dairesi yetkilileri Bâlâ Devlet Üretme çiftliğinde daha büyük bir tesisin kurularak, personelin mutfak, sıcak su ihtiyacını karşılayacak ve kışın ahır ve kümesleri ısıtacak bir tesisin kurulmasına ilgi göstermediler.
Çalışmalarınızda başarılarınızın devamını dilerim.

2- Sayın Profesör Doktor Nurgül Türemiş,  Ziraat Mühendisi  04.03.2009

Hakan Bey Merhaba,
Bu araştırma yazılarınız için sizi kutluyorum. Çok önemli bir konuya değinmişsiniz. Bunun için biz tarımcılara ve çevrecilere tüm Türkiye çapında düşen görev bu konuyu belediyelere götürüp bir an önce harekete geçmelerini sağlamak. Ben de her yerde bu konu üzerinde duruyorum. ama artık harekete geçme zamanı. Söyleyip oturuyoruz. Ben en kısa zamanda belediye başkanından randevu alıp bu konuda proje hazırlamalarını ve kendilerine de yardımcı olacağımı söyliyeceğim. Ülkemizin kalkınması yolunda bazı şeyleri karşılıksız da yapmalıyız. Tüm illerdeki arkadaşlara da harekete geçmeyi, gerekirse ortak çalışma yapmayı öneriyorum. iyi çalışmalar herkese.
N.Türemiş

3- Sayın Erol Sinan, Ziraat Mühendisi  / 04.03.2009

Sayin Nurgul Turemis,

Bende soylediklerinize katiliyorum. Son yillarda bu konu ile ilgili benimde arastirmalarim oldu. Soyleki, seralardan cikan yaprak ve diger budama artiklari hakikaten cok fazla ve bunlar ile isitma ihtiyacinin en azindan bir kismini karsilamak mumkun. toplamda dusunulecek olursada hem ureticinin kesesi ve hem de genelde ulkemizin kazanci bakimindan uzerinde durulmasi sart. ancak boyle bir tesisin ufakda olsa yaptirma maliyetlerinin cokda ucuz olmadigin gordum. Halbuki belki basit sekilde yapilabilir veya devlet destegi bunada saglanabilir.

Calismalarinizda basarilar dilerim

Erol Sinan

4- Cevap (H. Ozan Erzincanlı)

Sayın Nurgül türemiş ve Sayın Erol Sinan,

Makaleme ilgi gösterdiğiniz için çok teşekkür ederim.

Konu ile ilgili bir uyarı/tespit yapmak gerektiğini düşünüyorum.

Biyogaz sistemleri, adı dolayısı ile bir enerji üretim sistemi olarak görünse de aslında temelinde bir organik atık bertaraf/fermantasyon sistemidir.

Lakin bir biyogaz tesisinden yaratılacak 10 birimlik artı değerin en çok 3 birimi biyogaz, 7 birimi ise tarıma uygun organik gübre olacaktır.

Açıkçası biyogaz tesislerinde ilk amaç gaz üretimi olmamalı, ilk amaç atık geri dönüşüm/çevre korunumu veya gübre üretimi olmalı; biyogaz üretimi bir yan çıktı olarak düşünülmelidir.

Unutulmamalıdır ki iyi bir işlemeden sonra çıkan organik madde, neredeyse tamamen bakteri ölüsünden oluşan değerli bir bitki besinidir.

Biyogaz çalışırken yaptığım gayrı bilimsel denemelerde/gözlemlerde bu gübrenin toprakta fevkalade işler yaptığını gördüm. Özellikle toprak zerreciklerinin birbirine tutunmasını arttırması, toprak görevi göremeyecek moloz yığınlarını bile kısa sürede toprak görevi görecek hale getirebilmesi gibi inanılmaz yetenekleri var. Bu gübre belki de çölleşmiş toprakların ıslahında çok başarılı olacaktır.

Bunun dışında bu madde bence balık beslemede hatta başka birçok alanda kullanılabilecek bir materyal. Özellikle açık alan sazan üretiminde doğrudan kullanılabilir diye düşünüyorum. Bu sebeple araştırmacıların bu gübrenin değerlendirilmesi ve etkileri konusunda çalışmalar yapması çok önemli.

Umarım daha buzdağının küçük bir parçasını görüyor olduğumuzun farkına en kısa zamanda varırız.

Sevgiler, saygılar
H. Ozan Erzincanlı

Tüm makaleleri okumak için tıklayınız...

anasayfa