1. RAPOR KAPSAMI Raporun Konusu : Antalya ili, Kepez ilçesi, Kirişçiler Köyü, Kepez Devlet Ormanı içerisinde 226 ada, 1 parselde 7582,77 m2’lik arazi üzerinde (özel mülkte) kurulması planlanan 2,8 MW kapasiteli biyogaz tesisinin kurulması ile ilgili teknik uygunluk. Başvuran Kişi/Kuruluş : Genova Enerji Elektrik Üretimi Arıtma Tesisleri Denizcilik İnş. Taş. İth. İhr. San ve Tic. Ltd. Şti. (24.07.2014 tarihli başvuru). Raporu Hazırlayan Kuruluş : Akdeniz Üniversitesi – Teknokenti - Antalya Sanayi Teknolojileri yazılım Ar-Ge Danışmanlık Çevre ve Enerji Sanayi ve Ticaret A.Ş. (ASTEC A.Ş.) Rapor Tarihi : 06.08.2014 2. ARKA PLAN 2.1. Türkiye’nin Enerji Potansiyeli ve Yenilenebilir Enerji’nin Durumu Türkiye’de enerji sektörü; hızlı talep artışı, enerji talebinin karşılanmasında yüksek oranda dışa bağımlılık ve ekonominin yüksek enerji kullanım bağımlılığı gibi baskılarla çözüm arayışlarını sürdürmektedir. Kaynaklara yakınlık ve enerji terminali olma potansiyeli de Türkiye’nin jeopolitik konumu ile ortaya çıkan önemli bir avantajıdır. 1990 yılından itibaren Türkiye’nin yıllık enerji talep artışı %4,6 olarak gerçekleşmiştir. Avrupa Birliği (AB)’nin aynı dönemdeki yıllık enerji talebi ise %1,6’dır. İleriye yönelik birincil enerji talep artışının yıllık %4 oranında olacağı tahmin edilmektedir. Türkiye’nin 2020 yılına kadar elektrik talep artışının düşük tüketim senaryosu ile %6,7 ve yüksek tüketim senaryosu ile ise %7,5 olacağı öngörülmektedir. Enerji Piyasasi Düzenleme Kurulu (EPDK) 2010-2030 dönemi için elektrik sektöründeki gerekli yatırım ihtiyacı tutarının 225-280 milyar dolar olacağını tahmin etmektedir. 2011 yılı Türkiye toplam birincil enerji tüketimi 114.480 KTEP ve üretimi 32.229 KTEP’dir. Türkiye’nin enerji ithal bağımlılığı %71,85’tir. 2011 yılı itibarı ile Türkiye’nin 114.480 KTEP’lik enerji ihtiyacı %31,3 kömür (taş kömürü ve linyit), %32,3 doğalgaz, %26,7 petrol, %3,9 hidroelektrik, %3,1 odun-çöp ve %2,7 diğer yenilenebilir kaynaklardan sağlanmıştır. Türkiye enerji ihtiyacının %90,3’ü fosil yakıtlardan sağlanmaktadır. Türkiye’nin 32.229 KTEP’lik enerji üretimi ise %51,3 linyit ve asfaltit, %4 taşkömürü, %10,9 odun-bitki, %7,9 petrol, %2 doğalgaz ve %23,6 yenilenebilir kaynaklardan elde edilmiştir (TC Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı; Koç ve Can Şenel, 2013) . Birincil enerji tüketiminin yerli üretimle karşılanan oranı 2011 yılı için %28,2 olarak gerçekleşmiştir. 1990-2011 yılları arasında Türkiye’nin genel enerji dengesi Çizelge 1’de sunulmuştur. Çizelge 1’den de görüldüğü üzere enerji açığının kapatılabilmesi için Türkiye’de her türlü enerji kaynağının kullanımına ihtiyaç vardır. Çizelge 1. 1990-2011 yılları arasında Türkiye’nin genel enerji dengesi 1990 2011 Değişim Toplam Enerji Talebi (Milyon TEP) 52,9 114,48 %116,4 Toplam Yerli Üretim (Milyon TEP) 25,6 32,23 %25,9 Toplam Enerji İthalatı (Milyon TEP) 30,9 82,25 %166,2 Yerli Üretimin Talebi Karşılama Oranı %48 %28,2 -%40 Türkiye’nin 2012 yılı toplam ithalatı ve enerji ithalatı sırasıyla 236.537 milyon dolar ve 59.843 milyon dolardır. Enerji ithalatının toplam ithalattaki payı ise %25,3’tür. 2012 yıl sonu itibarı ile Türkiye kurulu gücünün kaynak türüne göre dağılımı; %34,38 hidrolik, %32,1 doğalgaz, %14,28 linyit, %6,86 ithal kömür, %4,89 çok yakıtlılar, %3,96 rüzgar, %2,15 sıvı yakıt, %0,59 taş kömürü, %0,28 jeotermal, %0,24 asfaltit ve %0,28 biyogaz’dır. Değerlendirilmeyi bekleyen yerli ve yenilenebilir enerji potansiyeli; hidroelektrik, rüzgar, jeotermal, güneş, yerli linyit ve biyogaz için sırasıyla 80-100, 90-100, 5-16, 380, 110-125 ve 35 kWs’dir. Toplam değerlendirilebilecek miktar ise 700-756 kWs olarak verilmiştir (TC Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı). 2.2. Yenilenebilir Enerji Kaynakları, Biyokütle Enerjisi ve Anaerobik Parçalanma Dünyada enerji tüketiminin hızla artması ve buna karşılık fosil yakıtların hızla tükenmesi yenilenebilir enerji kaynaklarının değerlendirilmesini zorunlu hale getirmektedir. Yenilenebilir enerji; sosyo-ekonomik gelişme sağlayan, çevre dostu, elektrik üretilebilen ve taşıtlar için yakıt elde edilebilen bir enerji kaynağıdır. Güneş enerjisi, rüzgâr enerjisi, dalga enerjisi, jeotermal enerji, hidrolik enerji, hidrojen enerjisi ve biyokütle enerjisi yenilenebilir enerji kaynakları grubunda yer almaktadırlar. Biyoenerji kullanımının ardındaki itici güç, Avrupa Birliği’ne üye ülkelerin 2020 yılına kadar enerjilerinin %20’sini ve ulaşım yakıtlarının %10’unu yenilenebilir kaynaklardan üretmelerini gerekli kılan Yenilenebilir Enerji Yönetmeliği`dir (Renewable Energy Directive, RED). Biyokütle enerjisi, sürdürülebilir niteliğe sahip en önemli yenilenebilir enerji kaynakları arasında ilk sıralardadır. Biyokütle, fosil kaynaklı olmayan karbonun enerji içeren formu şeklinde tanımlanmaktadır. Günümüzde dünya enerji gereksiniminin yaklaşık %14’ü biyokütleden karşılanmaktadır. Avrupa Birliği´ne üye ülkelerin “Ulusal Yenilenebilir Enerji Eylem Planları”’na göre biyokütle, 2020 yılında yenilenebilir elektriğin %19’unun, yenilenebilir ısıtma ve soğutmanın %78’inin ve yenilenebilir ulaşım yakıtlarının %89’unun kaynağı olacaktır. Toplamda, biyoenerjinin toplam yenilenebilir enerji kullanımının %50’sinden fazlasına katkıda bulunması beklenmektedir (IEEP, 2011). Biyokütle ham maddeleri kapsamında; odun (enerji ormanları, ağaç artıkları), yağlı tohum bitkileri (ayçiçek, kolza, soya, aspir, pamuk, vb.), karbonhidrat bitkileri (patates, buğday, mısır, pancar, şeker kamışı, vb.), elyaf bitkileri (keten, kenaf, kenevir, sorgum, vb.), her türlü bitkisel artıklar (dal, sap, saman, kök, kabuk, çim vb.), hayvansal atıklar ile şehir ve endüstri atıkları değerlendirilmektedir (İTÜ, 2007). Biyokütlenin enerjiye dönüşümü için piroliz, gazlaştırma, fermentasyon ve anaerobik parçalanma gibi süreçler kullanılmakta olup, bu süreçlerden anaerobik parçalanma (AP) ya da biyogaz üretim prosesi, biyokütlenin enerji kaynağı olarak kullanımı ile metan ve orta kalorifik değerde gazların üretilmesine olanak sağladığı için enerji verimli ve fiyat avantajlı etkili bir biyoteknolojik proses olarak uygulanmaktadır. Biyogaz üretimi iki önemli avantajı olan bir teknolojidir. Son yıllarda hükümetler bu enerjiyi sürdürülebilir olduğu ve hammaddesi atık olduğu için geliştirmeye çalışmışlardır. Diğer yenilenebilir enerji sektörlerinden farklı olarak biyogaz üretimi hem enerji ile ilgili endişelerden, hem de kirlilik azaltma, atık arıtımı, sera gazı emisyonlarının kontrolü gibi çevre ile ilgili endişelerin ortadan kaldırılması amacıyla yaygın olarak kullanılmaktadır (Anaerobic Digestion, Strategy and Action Plan, 2011). Anaerobik Parçalanma (AP) ya da biyogaz üretimi aşağıdaki önemli hedeflerin yerine getirilmesine yardımcı olan bir role sahiptir; Sera Gazı Emisyonunu Düşürme Hedefleri; Yenilenebilir enerji kullanımını arttırmak hakkındaki en temel tartışma konusu özellikle fosil yakıt kullanımı ile yayılan karbondioksit (CO2) gibi sera gazlarının gelecekte iklimimizi nasıl etkileyeceğine dair ortak çevremiz ile ilgili bir endişedir. Karbondioksit (CO2) emisyonlarının azaltılması hakkındaki “Kyoto Protokolü” pek çok Avrupa ülkesinde yenilenebilir enerji kaynakları (YEK) teknolojilerinin geliştirilmesi ve uygulanması için önlemler almasına sebep olmuştur. İklim Değişikliği Yasası - 2008, 2050'ye kadar CO2 emisyonunun 1990 düzeyine kıyasla %80 azaltılmasını gerektirmektedir. Anaerobik parçalanmanın kullanımı; sıvı gübre, zirai kalıntı, yiyecek ve bahçe atıklarının gömülmesiyle oluşan ve bir sera gazı olan metanın emisyonunu düşürebilme potansiyeli sunmaktadır. Yenilenebilir Enerji için Hedefler; Avrupa Birliği, Yenilenebilir Enerji Yönergesi'ni uygulamaktadır. Yönerge, 2020 yılına kadar enerjinin %20'sinin yenilenebilir enerji kaynaklarından elde edilmesini gerektirmektedir. Anaerobik parçalanma; ısınma, elektrik ve ulaşım için metana saflaştırılabilen biyogaz üretmektedir. Biyogaz yenilenebilir atıklardan elde edilmektedir ve fosil yakıtlardan üretilen enerjinin yerini alabilme potansiyeli sunmaktadır. Anaerobik parçalanma ile atıklardan elde edilen metan ulaşımda kullanılan yakıt için sürdürülebilir görünmektedir. Yönerge ayrıca AB ülkelerinin ulaşımda kullandığı enerjinin %10'unu 2020 yılına kadar yenilenebilir kaynaklardan elde etmesi ve bunu da desteklemek için metanı kullanmasını gerektirmektedir (Direktif 2003/30/EC, Direktif 2001/77/EC). AB Deponi Yönetmeliği’nde Belirlenen Hedefler; 2020 yılına kadar deponi alanında depolanacak biyolojik olarak çözünebilen evsel atığın 1995 yılında üretilene kıyasla %35'e düşürülmesini gerektirmektedir. Anaerobik parçalanma teknolojilerinin kullanılması ve yaygınlaşması deponi alanına gönderilecek yiyecek atığı ve bu atıkların enerji üretimi ile geri kazanımı konusunda çok önemli bir rol oynayabilme potansiyeli sunmaktadır (Atıkların Düzenli Depolanmasına Dair Yönetmelik, 2010). Organik Gübre Hedefleri; Anaerobik parçalanma, mineral gübrelerin yerini alacak biyogübre üretme avantajına sahiptir. Arıtılmış materyalin organik toprak iyileştirici ya da gübre olarak kullanılabilecek olması önemlidir. Bu nedenle, arıtılmış materyal çevresel açıdan güvenli ve hijyen standartlarına uygun olmalıdır. Bu pozitif sonuçları ekonomiye kazandırmak için bazı ülkelerde hükümetler, biyogaz teknolojilerinin yatırımcıları için teşvik olarak devlet yardımları ya da mali enstrümanlar oluşturmuşlardır. Enerji temin güvenliği ve enerjinin çeşitlendirilmesi, enerjide ithalat bağımlılığının azaltılması, iklim değişikliği ile mücadele, istihdam yaratma ve bölgesel gelişmeye katkı sağlanması gerekçeleri ile yenilenebilir enerji kaynaklarından enerji üretim prosesleri desteklenmelidir. 2.3. Anaerobik Parçalanma ve Biyogaz Nedir? Anaerobik Parçalanma (AP) ya da biyogaz üretimi oksijen yokluğunda, mikroorganizmaların organik maddeleri biyogaz (karbondioksit (CO2) ve metan (CH4) karışımı) ve parçalanmış maddeye (azot bakımından zengin bir gübre) dönüştürdüğü doğal bir süreçtir. Anaerobik proses; yüksek konsantrasyonlarda biyolojik olarak parçalanabilen organik maddelerin anaerobik koşullarda parçalanarak ortamdan giderildiği, düşük hacimli çamur üretimi ve üretilen biyogaz içerisindeki metanın kullanımı ile enerji kazanımı avantajlarına sahip biyokimyasal bir süreçtir (Mailleret vd., 2003). Kısaca, organik atıkların, oksijensiz ortamda biyolojik süreçlerle parçalanmak suretiyle metan (CH4), karbondioksit (CO2), amonyum (NH3) ve hidrojen sülfür (H2S) gibi gaz karışımından oluşan ve biyogaz olarak isimlendirilen son ürünlere dönüştürülmesi olarak da tanımlanmaktadır (Öztürk, 2007). Anaerobik parçalanma prosesi yalnızca oksijensiz ortamda çalışabilen pek çok farklı mikroorganizmanın görev aldığı dört aşamadan oluşmaktadır. Bu aşamalar sırası ile hidroliz, asidojenesis, asetojenesis ve metanojenesis’tir. Hidroliz aşamasında kompleks moleküller protein, karbonhidrat ve yağlar sırası ile basit yapı taşları olan amino asit, monosakkarit ve yağ asitlerine dönüşmektedir (Kim vd., 2012). Hidroliz aşamasının son ürünü organik bileşiklerin basit yapı taşları, ikinci aşama asidojenesis’te asidojenik bakteriler tarafından uçucu yağ asitleri, ketonlar, alkoller, hidrojen ve karbondioksit’e dönüştürülmektedirler. Üretilen bu uçucu yağ asitleri ve alkollerden başlıcaları propiyonik asit, bütirik asit, asetik asit, formik asit, laktik asit, etanol ve metanoldür (Serna, 2009). Anaerobik parçalanma prosesinin bu aşamasında üretilen hidrojen, karbondioksit ve asetik asit Şekil 1’den görülebileceği üzere 3.aşama olan asetojenesisi atlayarak arkeler tarafından metan üretiminde direkt kullanılmaktadırlar. Şekil 1. Anaerobik parçalanma prosesinin aşamaları (Khanal, 2008) Asetojenesis aşamasında, asidojenesis’te üretilen ve arke grubu tarafında direkt kullanılması mümkün olmayan ürünler, asetojenik bakteriler tarafından arkelerin temel substratları olan asetik asit, hidrojen ve karbondioksite çevrilmektedir (Öztürk, 2007). Son aşama metanojenesis’te; asetik asit, hidrojen ve karbondioksit enerji değerine sahip metan gazını içeren biyogaza dönüşmektedir. Bu dönüşümün son ürünü olan ve suda çözünmeyen biyogazın atıktan ayrılması sayesinde atık stabilizasyonu sağlanmakta ve atık hacmi de azalmaktadır. Biyogaz, motorlarda direkt Birleşik Isı ve Güç (BIG) olarak, ısı üretmek için yakılarak ya da saflaştırılarak tıpkı doğalgazın kullanıldığı gibi araç yakıtı olarak kullanılabilmektedir. Parçalanmış madde ise yenilenebilir organik gübre ya da toprak şartlandırıcı olarak kullanılabilmektedir. Biyogaz deponi alanlarından, atıksu arıtma tesislerinden, tarım ve hayvancılık uygulamalarından, yiyecek işleme tesislerinden, gazlaştırılmış odunsu biyokütleden ya da organik atığın diğer kaynaklarından elde edilebilmektedir. Gazın yanıcı kısmı metandır (CH4). Organik maddenin anaerobik olarak parçalanması sonucu oluşan gaz CH4, CO2 ve az miktarda azot, hidrojen sülfür, su buharından oluşmaktadır. Teorik olarak giderilen 1 kg kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) başına ortalama 0,35 m3 (standart koşullarda) metan gazı elde edilebilmektedir. Biyogaz olarak adlandırılan CH4 ve CO2 karışımının ısıtma değeri bileşimine bağlı olarak 2.200-30.000 kJ/m3 olarak verilmektedir (Perendeci, 1997). Biyogazın genel özellikleri Çizelge 2’de sunulmuştur (Deublein ve Steinhauser, 2008). Çizelge 2. Biyogazın genel özellikleri %55-70 Metan (CH4) Kompozisyon %30-45 Karbondioksit (CO2) Eser miktarda diğer gazlar Enerji İçeriği 6-6,5 kWsa m-3 Patlama Limitleri Hava ile %6-12 v/v Tutuşma Sıcaklığı 650-750 °C (yukarıdaki CH4 içeriği ile) Kritik Basınç 75-89 bar Kritik Sıcaklık -82,5 °C Normal Yoğunluk 1,2 kg/m3 Koku Çürük yumurta (Sülfür giderimi yapılmayan biyogaz kokusu) Molar Kütlesi 16,043 kg kmol-1 2.4. Anaerobik Parçalanma ve Biyogaz Üretiminin Avantajları Nelerdir? Biyogaz üretimi iki önemli avantajı olan bir teknolojidir. Son yıllarda hükümetler bu enerjiyi sürdürülebilir olduğu ve hammaddesi atık olduğu için geliştirmeye çalışmışlardır. Diğer yenilenebilir enerji sektörlerinden farklı olarak biyogaz üretimi hem enerji ile ilgili endişelerden, hem de kirlilik azaltma, atık arıtımı, sera gazı emisyonlarının kontrolü gibi çevre ile ilgili endişelerin ortadan kaldırılması amacıyla yaygın olarak kullanılmaktadır (Anaerobic Digestion, Strategy and Action Plan, 2011). Anaerobik parçalanma’nın diğer yenilenebilir enerji teknolojilerine karşı birçok avantajı bulunmaktadır. Bu yöntemle enerji sürekli üretilebilmekte (rüzgar, gel-git ve güneş enerjisinden farklı olarak) ve gaz formunda şebekede depolanabilmektedir. Metan, ağır yük taşıtlarında kullanılabilen az sayıdaki yenilenebilir yakıt kaynaklarından biridir ve ithal edilen petrole olan ihtiyacı azaltma potansiyeline sahiptir. Anaerobik parçalanma, organik atık yönetimi ve bu organik atığın deponi alanlarında bertaraf edilmesi durumunda ortaya çıkan sera gazı emisyonunun azaltılması anlamında önemli bir rol üstlenmektedir. Bu teknoloji biyogübre üretimi ve nütrient kullanımı gibi avantajlar da sunmaktadır. Genel olarak biyogazın kullanımı ile ilgili temel teknolojiler (Biogas from AD, 2008) aşağıda verilmiştir; Isı üretimi, Pistonlu motorlar, gaz türbinleri, buhar türbinleri, mikrotürbin ve yakıt hücresi kullanarak, Elektrik enerjisi üretimi, Birleşik ısı ve güç (BIG) üretimi, Motorlu taşıt yakıtı, Mevcut bir doğalgaz hattına enjeksiyon ve Diğer kimyasal formlara dönüştürmedir. Anaerobik parçalanma tesislerinin inşaatları diğer atık yönetim teknolojileri ile karşılaştırıldığında çok daha hızlı ve ucuz olmaktadır. Teknoloji için gerekli giriş ve çıkış ürünleri değiştirilebilmektedir. Örneğin, giriş için gerekli bitkisel kaynaklar ya da hammadde yerel gereksinimleri karşılayacak şekilde değiştirilebilmekte ve çıktılar ulusal elektrik ve/veya gaz şebekesine bağlanabilmektedir. Düşük karbonlu gübre kullanımı, kaynakların yeniden kullanılarak sera gazlarının azaltıldığı sürdürülebilir bir tarım sektörü anaerobik parçalanma teknolojisi ile mümkün olmaktadır. Biyogaz tesisleri, lokal ölçekte bölgesel kalkınmaya destek olmakta, bölgesel iş imkanları yaratmakta ve anaerobik teknoloji yan sanayi dallarının gelişmesini sağlamaktadır. 2.5. Dünya’da, Avrupa’da ve Türkiye’de Biyogaz Üretim Tesislerinin Durumu Anaerobik parçalanma prosesi %40’tan daha az kuru madde içeren yaş atıkların stabilize edilmesinde başarılı bir şekilde kullanılabilmektedir (Mata-Alvarez 2002). Bu durum arıtma çamurlarının yanı sıra kentsel ve endüstriyel katı atıkların organik fraksiyonunu anaerobik parçalanma için ideal organik atıklar haline getirmektedir (Kökdemir Ünşar 2013). Dünya’da anaerobik parçalanma yolu ile enerji elde edilmesi biyokütleden enerji üretiminde kullanılan en yaygın metotlardan bir tanesidir. Gerek küçük ölçekli reaktörlerde müstakil evlerin ihtiyaçlarının karşılanması, gerekse büyük ölçekli tesislerde şehir ya da endüstrilerin enerji ihtiyaçlarının karşılanmasında anaerobik parçalanma dünyanın her yerinde yaygın olarak uygulanmaktadır. Gelişmişlik düzeyi açısından ülkemizden çok daha geride sayılabilecek pek çok Asya ve Afrika ülkesinde anaerobik reaktörler evlerin enerji ihtiyaçlarını karşılamak için yaygın olarak kullanılmaktadır. Surendra vd (2014) tarafından yapılan çalışmada toplam 17 adet Asya ve Afrika ülkesinde 2012 yılına kadar 504.599 adet ev kökenli anaerobik reaktör kurulduğu belirtilmektedir. Yine aynı çalışmada benzer nitelikteki anaerobik reaktörlerin Çin ve Hindistan’da ise yaklaşık 30 milyon adet kadar bulunduğu ifade edilmiştir. Ortalama 5 – 7 m3 hacminde olan bu anaerobik reaktörler gelişmekte olan bu ülkelerde evsel atıklar ve hayvansal atıklar ile çalıştırılarak evlerin günlük enerji ihtiyaçlarına cevap verebilecek kapasitededirler. Avrupa’da ise anaerobik parçalanma prosesinden faydalanılırken genellikle daha büyük ölçeklerde reaktörler kullanılmaktadır. Bu kıtada, Asya ve Afrika’dan farklı olarak enerji ihtiyacının karşılanması ile birlikte çevresel faydalara da oldukça önem verilmektedir. AB pek çok direktif ile organik atıkların geri kazanılmasını teşvik etmektedir. Bu direktifler çerçevesinde anaerobik parçalanma pek çok Avrupa ülkesinde uzun yıllardır yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu konudaki lider Avrupa ülkesi ise Almanya’dır. Almanya’nın ardından sırası ile İngiltere, İtalya, Fransa ve Hollanda anaerobik parçalanma teknolojisinin en yaygın olarak kullanıldığı Avrupa ülkeleridir. Almanya’da çalışan yaklaşık 7.500 adet biyogaz tesisi bulunmaktadır ve bu tesislerin toplam kurulu kapasitesi 3,2 GW kadardır. Biyogaz’dan enerji üretimi 2012 yılında 6,5 milyon haneye yaklaşık 23.000 GWh elektrik enerjisi sağlamış ve 45.000 kişiye iş imkânı yaratmıştır (Alman Enerji Ajansı 2012). Almanya’da biyogaz tesislerinde ağırlıklı olarak kullanılan hammaddeler tarımsal atıklar ve hayvan gübresidir. İngiltere’de ise anaerobik parçalanma prosesinde hammadde olarak kullanılan öncelikli atıklar arıtma çamuru ve kentsel katı atıktır. Almanya’dan sonra biyogaz üretiminde Avrupa’da ikinci sırada olan İngiltere’de 2010 yılı itibarıyle yaklaşık 300 biyogaz tesisi bulunmaktadır ve bu tesislerden 1,8 MTEP biyogaz üretilmiştir. Fransa, İtalya ve Hollanda’da ise her yıl ortalama 0,3 – 0,5 MTEP biyogaz üretimi gerçekleştirilmektedir (Foreest 2012). 2020 yılı için AB tarafından belirlenen yenilenebilir enerji payı hedefi %20’dir. Buna ek olarak, biyogaz geçtiğimiz iki yıldaki fosil yakıt fiyatlarındaki güçlü artış karşısında en çok faydalanılan yenilenebilir enerjilerden birisi olmuştur (EurObserv’ER, 2012). Ayrıca, atığın deponi alanlarına gönderilmesini kısıtlayan AB düzenlemeleri bu sektörün gelişmesinde önemli bir rol oynamıştır. Sektör, günümüzde eylem alanını enerji bitkileri yönünde genişletmiştir. Amerika Birleşik Devletleri (ABD) anaerobik parçalanma teknolojisinin kullanımı konusunda her geçen gün hız kazanmaktadır. Nüfus ve yüzölçümünün büyüklüğüne paralel olarak bu ülkenin sahip olduğu biyogaz potansiyeli de oldukça yüksektir. Ülkede mevcut tesislerin yanı sıra 11.000’den fazla biyogaz tesisinin kurulabilmesi için de uygun ham madde potansiyeli olduğu tespit edilmiştir. ABD’de biyogaz üretilen 2200’den fazla anaerobik parçalanma tesisi bulunmaktadır. Bunların 171 tanesi çiftliklerde tarımsal atıkların ve hayvansal gübrenin değerlendirildiği reaktörlerdir. Yaklaşık 563 tanesinde ham madde olarak kentsel katı atıklar kullanılmaktadır. 1500 tanesi ise arıtma çamurundan biyogaz edilen tesislerdir (Serfass 2012). Sayılardan görüldüğü gibi ABD’de anaerobik tesislerin temel kullanım alanı arıtma çamurunun stabilizasyonudur. Bununla birlikte AB’de ise Almanya’nın öncülüğünde çiftlik atıkları ve kentsel katı atıklar yoğun olarak anaerobik parçalanma tesislerinin ham maddeleri olmaktadır. Ülkemizde malesef anaerobik parçalanma tesislerinin gelişimi yavaştır ve endüstriyel uygulamalara olan eğilim çiftlik tipi olan uygulamalardan daha fazladır. Almanya Uluslararası İşbirliği tarafından yapılan tespite göre ülkemizin 4500 adet anaerobik parçalanma tesisi potansiyeline sahip olduğu belirtilmiştir (Yaşın 2012). Bununla birlikte, Türkiye’de Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı’ndan lisans alarak biyogaz üreten 28 adet tesis olmak üzere toplamda 85 adet biyogaz tesisi bulunmaktadır. Lisanslı 28 adet tesisin toplam kurulu gücü 147,73 MWe kadardır ve ülkemizin potansiyeli göz önünde bulundurulduğunda bu kurulu güç miktarının az olduğu anlaşılmaktadır. Ülkemizde kurulu olan toplam gücün yaklaşık yarısı yalnızca üç tesis tarafından üretilmektedir ve bu tesisler kentsel katı atık işlemektedirler (YEGM 2012). Geri kalan tesisler ise daha küçük kapasiteli ve ham madde olarak kentsel katı atık, endüstriyel organik atık ve arıtma çamuru kullanan tesislerdir. Ülkemizdeki mevcut enerji açığı, tarımsal uygulamalar ve üretilen organik atık miktarı Türkiye’yi anaerobik parçalanma proseslerinin uygulanması gereken bir ülke haline getirmekte ancak söz konusu enerji kapasitesi değerlendirilmemektedir. (Tufaner vd., 2013). Türkiye’de anaerobik parçalanma tesislerinin kurulması Yenilenebilir Enerji Kanunu ile yavaş olsa da desteklenme sürecine girmiştir. Bu tesisler atık stabilizasyonu yapması, enerji üretiyor olması ve istihdam yaratması sebepleri ile ülkemize hem ekonomik hem de çevresel kazanımlar sağlayacaktır. 3. ANTALYA ÖRNEĞİ Nüfus artışı ve tüketim miktarının çoğalması ile artan atık üretimi ve atıkların bertarafı her geçen gün daha da önemli bir konu haline gelmektedir. Üretilen bu atıkların toplanmasından, nihai bertarafına kadar geçen tüm süreç çevre açısından önemli bir yük oluşturmaktadır. Bu nedenle üretilen katı atıkların sürdürülebilir yöntemlerle yönetilmesi ülkemiz ve şehrimiz Antalya’nın gelişimi açısından son derece kritik bir öneme sahiptir. Temel geçim kaynakları sürdürülebilir bir çevreye bağlı tarım ve turizm olan Antalya ili için atık yönetiminin çevreye duyarlı sürdürülebilir yöntemlerle gerçekleştirilmesi ekonomisinin ve yaşam kalitesinin iyi durumda tutulması anlamına gelecektir. şehrin Çevresel problemlere neden olan ve çevresel etkileri tespit edilmiş iki önemli atık organik katı atıklar ve atıksu arıtma tesislerinde (AAT) oluşan arıtma çamurlarıdır. Çevreye stabilize edilmeden bırakılmaları durumunda koku problemi, patojen oluşumu ve yer altı sularının kirlenmesi gibi önemli sorunlara sebep olmaktadırlar. Ayrıca, organik atıkların depolama sahalarında anaerobik ayrışması ile oluşan CH4 ve CO2 sera gazlarının atmosfere salımı küresel ısınmaya neden olmaktadır. Ülkemizde kişi başına üretilen günlük ortalama katı atık miktarı 2008 yılında TÜİK tarafından 1,15 kg olarak tespit edilmiştir (Yurdakul 2012). Yine TÜİK verilerine göre 2012 yılında Antalya’da 942.544 ton katı atık belediyeler tarafından toplanmış ve bunun 782.658 tonu sürdürülebilir bir uygulama olmayan deponi alanlarında depolama ile bertaraf edilmiştir (TÜİK 2012a). Antalya’da 2020 yılına kadar oluşacak katı atıkların bertarafı için depolama yönteminin seçilmesi durumunda tüm kıyı bölgesinde toplam hacmi 7.000.000 m 3 olan 10 adet düzenli deponiye ihtiyaç varken, kaynağında ayrıştırma, geri dönüşüm, kompostlama ve anaerobik parçalanma gibi yöntemlerin sisteme dâhil edilmesi ile toplam hacmi 1.400.000 m3 olan 5 deponi yeterli olmaktadır. Bu tasarrufun yanı sıra yılda 500.000 ton kompost üretilebileceği ve 1.600.000 ton maddenin geri kazanılabileceği hesaplanmıştır (Topkaya 2008). Antalya’da üretilen katı atık içeriğinin mevsime bağlı olarak %40-66’sını kompostlama ve anaerobik biyogaz tesislerinde değerlendirilebilecek organik maddeler oluşturmaktadır. Bu atıkların kaynağında ayrı toplanarak ya da kurulacak ayrıştırma tesisleri ile diğer atıklardan ayırılarak bu tür tesislerde toprak iyileştirici madde ve enerji olarak geri kazanılması Antalya için başta ekonomik ve çevresel faydalar nedeniyle olmak üzere son derece uygun ve sürdürülebilir bir atık yönetim şeklidir. 2012-2013 dönemine ait nüfus bilgilerine göre Antalya ilinin toplam nüfusu 2.158.265’tir. Bu nüfusa, şehre her yıl gelen ve tatilleri boyunca atık üretmeye devam eden turistler dahil değildir. 2012 yılına ait verilere göre Antalya’yı yıl boyunca toplam 10.833.265 turist ziyaret etmiştir (TÜİK 2012b). Antalya ilinde üretilen atık miktarları hesaplanırken şehrin yerleşik nüfusunun yaklaşık 5 katı kadar olan turist sayısı da mutlaka göz önünde bulundurulmalıdır. Bu sayılar kişi başı üretilen katı atık miktarı 1,15 kg ile birlikte düşünüldüğünde üretilen atıkların organik fraksiyonunun depolanması yerine anaerobik parçalanma yolu ile bu atıklardan enerji ve toprak iyileştirici madde üretilmesi enerji üretimine ve atık bertarafına yapılan katkıyı daha iyi ortaya çıkarmaktadır. Çevresel problemlere neden olan ve çevresel etkileri tespit edilmiş önemli bir diğer atık türü de atıksu arıtma tesislerinde (AAT) oluşan arıtma çamurlarıdır. Arıtma çamuru, sıvı ya da yarı katı halde, kokulu, uygulanan arıtma işlemine bağlı olarak ağırlıkça %0,25 ile %12 katı madde içeren organik atıklar olarak tanımlanmaktadırlar. Biyokütle kaynakları içerisinde yer alan arıtma çamurlarının yenilenebilir enerji üretiminde kullanılması, arıtma çamurlarının çevresel açıdan oluşturduğu etkilerin azaltılmasını sağlamakla birlikte enerji ihtiyacının karşılanmasında da önemli bir potansiyeldir. Antalya’da deniz turizminin büyük bir öneme sahip olması ve sürdürülebilir bir turizm anlayışının sağlanması amacıyla Antalya sınırları içerisinde 28 adet AAT kurulmuştur. Arıtma tesislerinde oluşan arıtma çamurlarının çevre kirliliği ve insan sağlığı açısından bertarafı gerekmektedir. Bu AAT’lerde üretilen çamur miktarının bölge açısından çözülmesi gerekli bir problem olduğu bilinmesine rağmen arıtma çamurları genellikle deponi alanlarında depolanmakta veya ormanlık alanlara bırakılmaktadır. Arıtma çamurlarının nihai bertarafının sağlanması amacıyla sadece kent merkezindeki mevcut AAT’de çamur arıtımı için kurulan anaerobik bir çamur çürütme sistemi bulunmaktadır. Antalya’da 28 adet atıksu arıtma tesisinde üretilen günlük ve yıllık arıtma çamuru miktarları sırasıyla 437 ton/gün ve 159767,20 ton/yıl olarak hesaplanmıştır. Bu arıtma çamurlarından biyogaz üretimi de Antalya için önemli bir potansiyel sunmaktadır (Karakuş vd.,2014). Sonuç olarak tarım ve turizm kenti olan Antalya’da oluşan evsel organik atıkların ve arıtma çamurlarının anaerobik parçalanma ile bertaraf edilmesi; biyogaz yoluyla yenilenebilir enerji üretimi, nihai depolama alanlarının azalması, biyogübre üretilmesi, yer altı sularının korunması, ormanlık alanların korunması, bölgede sürdürülebilir tarım ve turizm yapılmasının sağlanması, sera gazı salınımm katkısının azaltılması, lokal ölçekte yeni iş sahasının yaratılması, yeni yan sanayi sektörlerin bölgede gelişimi gibi çok önemli katkıları bulunmaktadır. 4. KURULMASI PLANLANAN 2.8 MW KAPASİTELİ BİYOGAZ TESİSİ Genova Enerji Elektrik Üretimi Arıtma Tesisleri Denizcilik İnş. Taş. İth. İhr. San ve Tic. Ltd. Şti. Antalya ili, Kepez ilçesi, Kirişçiler Köyü, Kepez Devlet Ormanı içerisinde 226 ada, 1 parselde 7582,77 m2’lik arazi üzerinde (özel mülkte) 2,8 MW kapasiteli bir adet biyogaz tesisi kurmak istemektedir. Tesisin kurulacağı konum Şekil 2’de verilmiştir. Biyogaz tesisinde taze kesilmiş çimen & yeşil atıklar (45 ton/gün), arıtma çamuru (40 ton/gün), sebze ve meyve atıkları (30 ton/gün), organik yemek atıkları (55 ton/gün) ve peynir altı suyu (30 ton/gün) olmak üzere toplam 200 ton/gün organik atık anaerobik parçalanma prosesi ile ayrıştırılarak 22686,1 m3 biyogaz/gün üretilecektir. Anaerobik tesiste işlenecek organik atıklar Antalya il sınırlarında oluşan atıklardan temin edilecektir. Şekil 2. Tesisin kurulacağı bölge Organik atıkların anaerobik parçalanması için kurulması planlanan biyogaz tesisi; yeşil atık ara depolama platformu, ön kabul tankı, atık parçalama ünitesi ve atık besleme ünitesi (pompa istasyonu), 4 adet 4000 m3 hacimli anaerobik tank, katı-sıvı faz ayırma birimi, elektrik ve ısı üretme ünitesi ve solar destekli gübre kurutma lagünlerinden oluşmaktadır. Tesis yerleşim planı Şekil 3’te verilmiştir. 200 ton/gün organik atığın anaerobik parçalanması ile üretilen biyogaz (22686,1 m3 biyogaz/gün) elektrik enerjisine (2750 kW/saat) dönüştürülerek 18.05.2005 tarih ve 25819 sayılı Resmi Gazete’de yayımlanarak yürürlüğe giren “Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Elektrik Enerjisi Üretimi Amaçlı Kullanımına İlişkin Kanun” gereği ulusal şebekeye beslenecektir. Biyogaz tesisinde organik atıkların anaerobik parçalanması sonucunda toplam olarak 20410,250 mW/Yıl elektrik enerjisi ve 19032,050 mW/Yıl ısıl enerji üretimi planlanmaktadır. Organik atıkların anaerobik parçalanmasıyla biyogaz ve eşdeğer elektrik enerjisi üretimi sonrasında kalan materyal (digestat) toprak iyileştirici ve/veya organik gübre olarak kullanılmaktadır. Tesiste, organik atıkların anaerobik parçalanması sonrasında 150 ton/gün digestat oluşması beklenmektedir. 29.03.2014 tarih ve 28956 sayılı Resmi Gazete’de yayımlanan “Tarımda Kullanılan Organik, Organomineral Gübreler ve Toprak Düzenleyiciler ile Mikrobiyal, Enzim İçerikli ve diğer Ürünlerin Üretimi, İthalatı ve Piyasaya Arzına dair Yönetmelik” kapsamında ilgili analizlerin ve uygunluk onayının alınmasından sonra bu materyalin organik gübre olarak değerlendirilebilme potansiyeli mevcuttur. Şekil 3. Tesis yerleşim planı Genova Enerji Elektrik Üretimi Arıtma Tesisleri Denizcilik İnş. Taş. İth. İhr. San ve Tic. Ltd. Şti tarafından 2,8 MW kapasiteli biyogaz tesisinin kurulabilmesi için alınan ve alınması gereken izinlere dair bilgi aşağıda verilmiştir. TC. Enerji Piyasası Düzenleme Kurumundan (EPDK), Enerji Üretimi ve Dağıtımı için iki ayrı lisans alınması gereklidir. Ancak, EPDK bu iki lisans’tan önce kurulması planlanan tesisler için ön lisans düzenlemektedir. EPDK Ön Lisans Belgesi 13.02.2014 tarihinden itibaren 24 ay süreyle 6446 sayılı Elektrik Piyasası Kanunu ve ilgili mevzuat uyarınca Enerji Piyasası Düzenleme Kurulu’nun 13.02.2014 tarih ve 4875-1 sayılı kararı ile 2.8 MW biyogaz tesisinin kurulumu için Genova Enerji Elektrik Üretimi Arıtma Tesisleri Denizcilik İnş. Taş. İth. İhr. San ve Tic. Ltd. Şti verilmiştir. Bu ön lisans kapsamındaki üretim tesisi Yenilenebilir Enerji Kaynağı kullanmaktadır. TC. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı - Çevresel Etki Değerlendirme (ÇED) muhafiyet belgesinin alınması gereklidir. 23 Ağustos 2013 tarihinde TC. Çevre Şehircilik Bakanlığı, Antalya Valiliği, Çevre ve Şehircilik İl Müdürlüğü tarafından 21812 sayılı yazı ile 2,8 MW kapasiteli biyogaz tesisi ÇED Yönetmeliği kapsamı dışında değerlendirilmiştir. “30.06.2011 tarihli ve 27980 sayılı Resmi Gazete’de yayımlanarak yürürlüğe giren ÇED Yönetmeliğinde Değişiklik Yapılmasına Dair Yönetmelik ile değişik, 17.07.2008 tarihli ve 26939 sayılı Resmi Gazete’de yayımlanarak yürürlüğe giren ÇED Yönetmeliğinin Ek-2 listesinin 35. maddesinde (Elektrik, gaz, buhar ve sıcak su elde edilmesi ve/veya nakledilmesi için kurulan endüstriyel tesisler – 20MWt – 300 MWt arası) belirtilen (2,8 MW) eşik değerin altında kalması sebebiyle ÇED Yönetmeliği kapsamı dışında değerlendirilmiştir.” İnşaat Ruhsatı; Tesis inşaatı öncesinde alınması gerekmektedir. Kapasite Raporu; Kapasite raporunun tesisin kurulması ve çalışmaya başlamasından sonra alınması gerekmektedir. Çevre Lisansı; Çevre lisansının tesisin kurulması ve çalışmaya başlamasından sonra 29.04.2009 tarih ve 27214 sayılı Resmi Gazete’de yayımlanan “Çevre Kanununca Alınması Gereken İzin ve Lisanslar Hakkında Yönetmelik” gereğince alınması ve tesisin Çevre Mevzuatı açısından değerlendirilmesi gerekmektedir. TC. Ekonomi Bakanlığı, Teşvik Uygulama ve Yabancı Sermaye Genel Müdürlüğü, Genova Enerji Elektrik Üretimi Arıtma Tesisleri Denizcilik İnş. Taş. İth. İhr. San ve Tic. Ltd. Şti tarafından kurulacak 2,8 MW kapasiteli biyogaz tesisi için 25.04.2014 tarih ve 114616 sayılı yazı ile “Yatırım Teşvik Belgesi” vermiştir. Genova Enerji Elektrik Üretimi Arıtma Tesisleri Denizcilik İnş. Taş. İth. İhr. San ve Tic. Ltd. Şti. tarafından Antalya İli, Kepez İlçesi, Kirişçiler Köyü, Kepez Devlet Ormanı içerisinde 226 ada, 1 parselde 7582,77 m2’lik arazi üzerinde (özel mülkte) kurulması planlanan 2,8 MW kapasiteli biyogaz tesisi Dünya, Avrupa ve Almanya örneklerinde de vurgulandığı üzere enerji üretimi amacıyla çevre bileşenleri açısından en iyi opsiyon olarak değerlendirilebilir. Planlanan 2,8 MW kapasiteli biyogaz tesisinin kurulması ile ülke ve Antalya ölçeğinde elde edilecek olası kazanımlar aşağıda verilmiştir; Organik atıklardan üretilecek biyogazın elektrik enerjisine dönüştürülmesiyle yenilenebilir enerji sürdürülebilir bir teknoloji ile üretilecektir. Ülkemizin ithalat yoluyla sağladığı enerji açığının kapatılmasına katkı sağlayacaktır. Evsel organik atıklar ve arıtma çamurları anaerobik parçalanma ile bertaraf edilecek ve nihai depolama için ihtiyaç duyulan alan ihtiyacının azalmasına katkı sağlanacaktır. Nihai depolama alanlarından kaynaklanan sızıntı sularının neden olduğu yeraltı suyu kirlenme sorunu engellenerek içme ve kullanma suyu amaçlı kullanılabilecek yer altı sularının korunması sağlanacaktır. Nihai depolama ya da kontrolsüz bir şekilde atıkların ormanlık alanlara bırakılması engellenmiş olacak ve orman alanlarının korunmasına katkı sağlanacaktır. Bu atıkların nihai depolanması yoluyla ortaya çıkacak sera gazı salınım katkısı azaltılmış olacaktır. Bölgede sürdürülebilir tarım ve turizm yapılmasına katkı sağlanacaktır. Yeni iş sahası ve iş imkanlarının yaratılması ile yeni yan sanayi sektörlerinin bölgede gelişimine olanak verecektir. Organik atık bertarafının sağlanması, ormanlık alanların korunması ve içme suyu kaynağı olarak kullanılabilecek yer altı sularının korunmasıyla direkt canlı ve halk sağlığı ile ilişkili olması, atıktan yenilenebilir enerji üretimi ve üretilen enerjinin şebekeye beslenmesi gibi çok geniş kavramları birleştiren biyogaz tesisinin kurulması kamu yararı sağlayacaktır. Yüksek Mühendis Elçin KÖKDEMİR ÜNŞAR Akdeniz Üniv., Müh. Fak. Çevre Mühendisliği Bölümü Doç.Dr. N. Altınay PERENDECİ Akdeniz Üniv., Müh. Fak. Çevre Mühendisliği Bölümü 5. KAYNAKLAR Alman Enerji Ajansı, 2012, http://www.renewables-made-in-germany.com/en/renewables-made-ingermany-start/biogas/biogas/market-development.html Atık Yönetimi Genel Esaslarına İlişkin Yönetmelik, RG:26927, 05 Temmuz 2008. Atıkların Düzenli Depolanmasına Dair Yönetmelik, RG: 27533, 26 Mart 2010. Biogas from AD, 2008. http://lemvigbiogas.com. Deublein D. ve Steinhauser A. 2008. Biogas from Waste and Renewable Resources. Wiley-Vch Verlag GmbH&Co. KGaA Publications, Germany, 443 ss. Direktif 1999/31/EC, Atığın Düzenli Depolanması Hakkındaki Konsey Yönetmeliği Direktif 2003/30/EC, Biyoyakıt Yönetmeliği Direktif 2001/77/EC, Yenilenebilir Elektrik Yönetmeliği EurObserv’ER, 2012. Biogas Barometer, No: 212. www.eurobserv-er.org, 2013. Foreest, F.V., 2012, Perspectives for Biogas in Europe, University of Oxford, UK. 54p. IEEP, 2011. Manual of European Environmental Policy. Avrupa Çevre Politikaları Enstitüsü, Taylor and Francis, London. İTÜ, 2007. Türkiye’de Enerji ve Geleceği: İTÜ görüşü. Editör: Abdurrahman SATMAN. Katı Atık Kontrolü Yönetmeliği, RG: 20814,14 Mart 1991. Değişiklik: 26 Mart 2010 RG: 27533. Karakuş Ç., Cıbız F., Kelesli T., Coban O. Kokdemir Unsar E. Perendeci A. 2014. Evaluation of the biogas and energy potentials of the sewage sludge produced in Antalya. Energetic and Material Utilization of Biomass - Biogas Plants and Nutrient Recovery, Technical University of Braunschweig, 16 September,Braunschweig. Khanal S.K., Rasmussen M., Shrestha P., Van Leeuwen H., Visvanathan C., Liu H. 2008. Bioenergy and biofuel production from wastes/residues of emerging biofuel industries. Water Environment Research 80(10), 1625-1647. Kim H.W., Nam J.Y., Kang S.T., Kım D.H., Jung K.W. and Shın H.S. 2012. Hydrolitic activities of extracellular enzymes in thermophilic and mesophilic anaerobic sequencing-batch reactors treating organic fractions of municipal solid wastes. Bioresource Technology, 110:130-134. Koç E., Can Şenel M. 2013. Dünya’da ve Türkiye’de Enerji Durumu – Genel Değerlendirme, Mühendis ve Makina, cilt 54, sayı 639, s. 32-44. Kökdemir Ünşar, E., 2013, Nanopartiküllerin Evsel Arıtma Çamurlarının Anaerobik Parçalanabilirliği Üzerine Etkilerinin Belirlenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Antalya. Mailleret L., Bernard O., Steyer J.P. 2003. Robust regulation of anaerobic digestion processes. Water Science and Technology 48(6), 87-94. Mata-Alvarez, J., 2002, Biomethanization of the Organic Fraction of Municipal Solid Waste, IWA Publishing, London, UK. 339p Öztürk İ. 2007. Anaerobik Arıtma ve Uygulamaları. Su Vakfı Yayınları., 457 s.
© Copyright 2024 Paperzz
