Yalvaç’ın Biyogaz Üretim Potansiyeli yıllık 2 milyon dolar

Son yılların gözde enerji üretim seçeneklerinden biri olan hayvan gübresinden biyogaz üretimiyle ilgili olarak ilçemiz Yalvaç’ın ve Isparta’nın potansiyeli bilimsel bir çalışmaya konu oldu.

Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi, Tarım Bilimleri ve Teknolojileri Fakültesi Öğretim Üyesi ve Yalvaç Teknik Bilimler MYO Eski Müdürü Prof.Dr. Recep KÜLCÜ tarafından yapılan “Yalvaç ve Isparta’nın Diğer İlçelerinin Hayvan Gübrelerinden Biyogaz Üretim Potansiyelinin Belirlenmesi” başlıklı bilimsel çalışmada, ilçemiz Yalvaç’ın biyogaz üretim potansiyelinin yıllık 2 milyon dolara yakın bir rakam olduğu ortaya koyuldu.

İşte Külcü hocanın Akademia Disiplinlerarası Bilimsel Araştırmalar Dergisi’nde yayımlanan ve onun izniyle gazetemizde de yayımlanarak yatırımcıların istifadesine sunulan makalesi şöyle:

GİRİŞ
Biyogaz organik atıkların anaerobik şartlar altında mikroorganizmalar tarafından ayrıştırılması işlemidir. Biyogaz işlemi ile organik atıklardan yanıcı bir gaz olan metan üretimi gerçekleştirilmektedir. Biyogaz oluşumu üç aşamada gerçekleşmektedir bunlar; hidroliz, asit oluşturma ve metan oluşumudur. İlk aşama, atığın mikroorganizmaların salgıladıkları enzimlerle çözünür hale dönüştürülmesi aşamasıdır. Sonraki aşamada ise asit oluşturucu bakteriler devreye girer ve bu maddeleri asetik asit gibi ufak yapılı maddelere dönüştürürler. Üçüncü ve son aşamada metanojen bakteriler aktif olurlar ve önceki aşamalarda oluşan bileşiklerden metan üretimini gerçekleştirirler (Kılıç, 2011). Modern biyogaz tesislerinde üretilen biyogaz, temizleme ünitelerinde hidrojen sülfür gibi tehlikeli gazlardan arındırıldıktan sonra kojenerasyon ünitelerinde yakılmaktadır. Kojenerasyon ünitelerinde yakılan gazdan elektrik ve ısıl enerji üretimi gerçekleştirilmektedir. Bu kapsamda biyogaz teknolojisinin temel amacı enerji üretimdir. Üretilen enerji yenilenebilir bir kaynak olması nedeniyle desteklenmektedir. Türkiye’de 10.05.2005 tarihi itibariyle yürürlüğe giren YEK kanunu ile biyogazdan üretilen elektrik alım garantisi içerisine dâhil edilmiştir. 18.04.2007 tarihli ve 5627 sayılı kanunun 17. maddesi gereğince, yenilenebilir enerji kaynakları kullanılarak üretilen elektrik EPDK’nın belirlemiş olduğu 5 ila 5,5 Avro cent/kWh fiyat aralığı üzerinden satılmaya başlanmıştır. 2010 yılında ise 6. maddenin tamamı değiştirilerek, YEK Destekleme Mekanizmasına dayalı üretim yapan tüzel kişilerin faydalanabileceği fiyat, süreler ve bunlara yapılacak ödemelere ilişkin usul ve esaslar güncellenmiştir (Külcü vd., 2011).

29 Aralık 2010 tarihinde TBMM’de kabul edilerek yürürlüğe giren yenilenebilir enerji kaynaklarını teşvik etmeye yönelik kanunda, enerji üretiminde kullanılan tesislerde yerli üretim aksam ve teçhizat kullanımı durumunda ek destekler uygulanması da öngörülmüştür.

Buna göre, yenilenebilir enerji kaynaklarından (YEK) elektrik üreten tesisler için “YEK destekleme mekanizmasında” biyokütleye dayalı üretim tesisi için (çöp gazı dahil) elektrik satın alma fiyatı 13.3 dolar sent/kWh olarak belirlenmiştir. Ancak bu rakam tesiste kullanılan yerli teknoloji düzeyine bağlı olarak 18.9 dolar sent/kWh seviyesine yükselebilmektedir (Resmi Gazete, 2011).

Biyogaz tesisleri enerji üretimi amacıyla kurulmuş olsalar da, tesislerden çıkan fermente gübre de yan ürün olarak kullanılabilmektedir. Biyogaz reaktöründen çıkan bulamaç, seperatör sistemlerinde susuzlaştırılarak doğrudan kullanılabildiği gibi kompostlaştırma ve/veya zenginleştirme gibi işlemlerden de geçirilerek organik gübre formunda kullanılabilmektedir. Biyogaz tesislerinden elde edilen gübreler, bitki besin maddesi ve toprakların organik madde ihtiyaçlarını karşılamak amaçlarıyla toprağa uygulanmaktadır. Ülkemizde tarım alanlarının yoğun ve bilinçsiz olarak kullanımı, toprakta organik maddenin azalmasına, toprağın fiziksel ve kimyasal yapısının bozulmasına neden olmakta ve tarım alanlarının verimliliği gittikçe azalmaktadır (Gül, 2008). Bunun sonucunda tarımsal üretimin topraklarda sürdürülebilirliği imkânsız hale gelmektedir. Ülkemiz tarım topraklarının %75’inden fazlasında organik madde eksikliği olduğu bilinmektedir (Ergene, 1991).

Biyogaz teknolojisi bütünsel olarak değerlendirildiğinde; fosil enerji kaynağı kullanımı azaltarak sera gazı emisyonlarının düşürülmesine katkı sağlamakta, işletmelerde atık yönetimini bir sistem içerisine alarak atık kaynaklı çevre ve sağlık sorunlarını azaltmakta ve organik atıklardan gübre üretimi sağlayarak ülkemiz topraklarının ihtiyaç duyduğu organik maddenin sağlanmasında önemli bir kaynak teşkil etmektedir.

Bu çalışmada Yalvaç ve Isparta’nın diğer ilçelerinin hayvancılıktan kaynaklanan atıklarının yönetiminde biyogaz senaryosunun uygulanması durumunda, elde edilecek potansiyel biyogaz, elektrik ve ısıl enerji ile fermente gübre miktarları hesaplanmıştır. Hesaplamalar öncesinde Isparta’nın ilçelerinin canlı hayvan varlıkları belirlenmiştir.

Isparta İlinin Canlı Hayvan Varlığı
Isparta ili ülkemizde hayvancılık açısında orta seviyelerde kabul edilebilecek bir düzeydedir. Çalışma kapsamında Isparta geneli ve ilçelerinin canlı hayvan varlıkları Türkiye İstatistik Kurumunun istatistiksel verileri sunduğu internet sayfasından temin edilmiştir ve 2017 yılına ait rakamları ifade etmektedir (TUİK, 2018). Hayvan istatistiklerinde, bölgede potansiyeli yüksek olan yumurta tavuğu, koyun, keçi ve sığır sayıları dikkate alınmıştır. Isparta genelinde 369.948 adet yumurta tavuğu, 227.921 adet koyun, 189.683 adet keçi ve 133.654 adet sığır bulunmaktadır (Şekil 1).

Çalışma kapsamında Isparta’nın ilçelerinin canlı hayvan sayıları hayvan türlerine göre ayrı ayrı ele alınmıştır. Isparta ilçelerinde bulunan sığır sayıları Şekil 2’de gösterilmiştir. Isparta ilçeleri içerisinde en yüksek sığır varlığı 29.194 adet ile Şarkikaraağaç ve 25.339 adet ile Yalvaç ilçelerinde bulunmaktadır. Bu kapsamda iki ilçede sığır yetiştiriciliğinin diğerlerinden daha yaygın olduğu görülmektedir.

Şekil 2. 2017 verilerine göre Isparta’nın ilçelerinin sığır varlıkları

Isparta’nın ilçelerindeki keçi varlıkları Şekil 3’de gösterilmiştir. Isparta ilçeleri içerisinde Eğirdir, keçi varlığı açısından 49.353 adet ile diğer ilçelerden yüksek iken, Eğirdir’i 33.770 adet ile Merkez ve 29.615 adet ile Sütçüler takip etmektedir. Yalvaç ilçesinde keçi varlığının 9.340 olduğu görülmektedir.

Şekil 3. 2017 verilerine göre Isparta’nın ilçelerinin keçi varlıkları

Şekil 4’de Isparta’nın ilçelerindeki koyun sayıları gösterilmiştir. Yalvaç ilçesi koyun varlığı açısından diğer ilçelerden oldukça yüksek potansiyele sahiptir. Yalvaç ilçesinin koyun varlığı 73.085 adet iken bu değer Şarkikaraağaç için 34.855 adet ve merkez için 31.904 adettir.

Şekil 4. 2017 verilerine göre Isparta’nın ilçelerinin koyun varlıkları

Şekil 5’de Isparta’nın ilçelerinin yumurta tavuğu varlıkları gösterilmiştir. Yumurta tavuğu varlığı açısından Merkez ve Yalvaç ilçelerinin ön plana çıktıkları görülmektedir. Merkez ilçesinde 240.500 adet yumurta tavuğu bulunurken Yalvaç ilçesinde 60.000 adet tavuk bulunduğu tespit edilmiştir.

Şekil 5. 2017 verilerine göre Isparta’nın ilçelerinin yumurta tavuğu varlıkları

Isparta’nın İlçelerinin Hayvan Gübresi Potansiyeli
Isparta’nın ilçelerinde bulunan hayvanlardan açığa çıkan yıllık gübre miktarları Şekil 6’da gösterilmiştir. Yapılan hesaplamalara göre hayvanlardan çıkan yıllık gübre miktarları Şarkikaraağaç, Yalvaç ve Merkezde yüksek görülmektedir. Şarkikaraağaç 422.311 ton/yıl potansiyeliyle en yüksek değere sahipken, Yalvaç 406.768 ton/yıl ile ikinci sırada, Merkez 302.378 ton/yıl ile üçüncü sıradadır.

Şekil 6. Isparta ilçelerinde hayvanlardan çıkan gübre miktarları

Yalvaç ve Isparta’nın Diğer İlçelerinin Hayvan Gübrelerinden Biyogaz Üretim Potansiyelinin Hesaplanması
Isparta’nın ilçelerinin hayvansal kaynaklardan çıkan atık ve bu atıklardan biyogaz üretilmesi potansiyelinin belirlenmesinde Prof. Dr. Osman YALDIZ, Prof. Dr. Recep KÜLCÜ ve Müh. Ahmet SÜSLÜ tarafından hazırlanmış olan BiyoFAP (Biyogaz Fizibilite Analiz Programı) yazılımı kullanılmıştır (BiyoFAP, 2015).

Şekil 7. BiyoFAP programı

Gerçekleştirilen hesaplamalara göre Isparta’nın ilçelerinin biyometan potansiyelleri Şekil 8’de gösterilmiştir. Isparta’nın ilçeleri içerisinde en yüksek biyometan potansiyeli, 15.092.060 m3CH4/yıl değeriyle Yalvaç’a aittir. Yalvaç’ı 14.200.361 m3CH4/yıl ile Şarkikaraağaç ve 11.571.664 m3CH4/yıl ile Merkez ilçeleri takip etmektedir.

Şekil 8. Isparta ilçelerinde hayvanlardan çıkan gübrelerden biyometan üretme potansiyeli

Şekil 9’da Isparta’nın ilçelerinde hayvan gübrelerinin biyogaz tesislerinde kullanılması durumunda elde edilecek elektrik ve ısıl enerji miktarları gösterilmiştir. Yapılan hesaplamalara göre Yalvaç ilçesinde hayvan gübrelerinin biyogaz tesislerinde işlenmesiyle yılda 6.787 MWh elektrik ve 6.791 MWh ısıl enerjinin üretilebileceği belirlenmiştir. Bu değerler Isparta ilçeleri içerisinde en yüksek düzeydedir.

Şekil 9. Isparta ilçelerinde hayvanlardan çıkan gübrelerin biyogaz tesislerinde kullanılması durumunda üretilebilecek elektrik ve ısıl enerji miktarları

Şekil 10’da Isparta ilçelerinde hayvan gübrelerinin biyogaz tesislerinde işlenmesi durumunda üretilecek fermente gübre miktarları gösterilmiştir. Yapılan hesaplamalara göre en yüksek fermente gübre potansiyelleri, 90.869 t/yıl değeriyle Yalvaç ve 87.793 t/yıl değerleriyle Şarkikaraağaç’a aittir.

Şekil 10. Isparta ilçelerinde hayvanlardan çıkan gübrelerin biyogaz tesislerinde kullanılması durumunda üretilebilecek fermente gübre miktarları (%60 km)

Şekil 11’de Isparta ilçelerinde hayvan gübrelerinden biyogaz üretilmesi durumunda, tesislerde üretilecek fermente gübre, elektrik ve ısıl enerji satışı sonrasında elde edilebilecek gelirler gösterilmiştir. Yapılan hesaplamalara göre en yüksek toplam gelir potansiyelleri yıllık 1.917.733 USD ile Yalvaç ve 1.827.357 USD ile Şarkikaraağaç’a aittir. Isparta genelinde sağlanabilecek toplam gelir 9.924.262 USD/yıl olarak hesaplanmıştır. Gelir kalemlerinin önemli bir kısmını elektrik ve fermente gübre geliri oluşturmaktadır. Hesaplamalarda gübre fiyatı 10 USD/ton, elektrik 0,133 USD/kWh ve ısı satış fiyatı 0,027 USD/kWh olarak alınmıştır.

Şekil 11. Isparta ilçelerinde hayvanlardan çıkan gübrelerin biyogaz tesislerinde kullanılması durumunda sağlanacak gelirler

Küresel ısınma son yıllarda önemi gittikçe artan bir çevre sorunudur. Küresel ısınma iklim anormallikleri şeklinde orta çıkmakta ve sıcak su akıntılarının yer değiştirmesi, yağış rejimlerinde değişimler, kuraklık, buzullarda erime gibi sonuçlarıyla insan ve canlı yaşamını tehdit etmektedir. Küresel ısınma atmosferdeki sera gazı konsantrasyonlarının artmasından kaynaklanmaktadır. Sera gazı emisyonlarının temel nedeni fosil enerji kaynaklarının kullanımıdır. Biyogaz teknolojisinin kullanımı fosil enerji kaynaklarının kullanımını azalttığı için sera gazı emisyonlarının düşürülmesine katkı sağlamaktadır. Şekil 12’de Isparta ilçelerinde hayvan gübrelerinin biyogaz tesislerinde işlenmesi sonucunda üretilecek yenilenebilir enerjinin, fosil enerji kaynağı yerine kullanılması sonucunda sağlayacağı sera gazı emisyonu azalma (CO2) değerleri verilmiştir. Isparta genelinde hayvan gübrelerinin biyogaz tesislerinde kullanılması durumunda yılda yaklaşık 23,3 milyon ton CO2, Yalvaç’ta ise yılda yaklaşık 4,5 milyon ton CO2 emisyonu azaltma potansiyeli bulunmaktadır.

Şekil 12. Isparta ilçelerinde hayvanlardan çıkan gübrelerin biyogaz tesislerinde kullanılması durumunda sağlanacak sera gazı azaltımı

SONUÇ
Çalışma kapsamında Yalvaç ve Isparta’nın diğer ilçelerinde açığa çıkan hayvan gübrelerinin biyogaz tesislerinde işlenmesi durumunda üretilebilecek biyometan, elektrik ve ısıl enerji ile gübre üretim potansiyellerinin belirlenmesi ve bu ürünlerin ekonomik karşılıklarının hesaplanması amaçlanmıştır. Yapılan hesaplamalarda, Isparta’nın Yalvaç ve Şarkikaraağaç ilçelerinde hayvan sayılarının yüksek olmasına bağlı olarak biyometan potansiyellerinin yüksek olduğu görülmüştür. Aynı seviyede kabul edilebilecek bu ilçelerden Şarkikaraağaç’ta 422.311 ton/yıl hayvan gübresi açığa çıkarken bu değer Yalvaç’ta 406.768 ton/yıl seviyesindedir. Şarkikaraağaç’ta gübre üretimi daha fazla olmasına rağmen biyometan ve fermente gübre potansiyelinde Yalvaç için hesaplanan değerler daha yüksek olmuştur. Yalvaç’ın biyometan potansiyeli 15.092.060 m3CH4/yıl hesaplanırken, bu değer Şarkikaraağaç için 14.200.361 m3CH4/yıl hesaplanmıştır. Bu farklılığın, Yalvaç’ta bulunan 60.000 tavuğun gübresinin biyometan potansiyelinin daha yüksek olmasından kaynaklandığı düşünülmektedir. Yalvaç ilçesinde hayvan gübrelerinin biyogaz tesislerinde işlenmesi durumunda yılda 6.787 MWh elektrik, 6.791 MWh ısıl enerji ve 90.869 ton fermente gübre üretme potansiyeli bulunmaktadır. Bu ürünlerden Yalvaç’a yılda kazandırılabilecek gelir miktarı yaklaşık 1.827.357 USD’dır.

KAYNAKLAR
BiyoFAP. (2015). Biyogaz Fizibilite Analiz Programı, Biyosistem Enerji LTD ve GİZ (Alman Uluslararası İşbirliği Kurumu).
Ergene, A. (1991). Ankara. Çöplerin ve Kanalizasyon Atıklarının Gübre Olarak Değerlendirilmesi ve Bunun Çevre Sağlığı Bakımından Önemi, II. Ulusal Gübre Kongresi.
Gül, İ. (2008). Kimyasal Gübre, Ahır Gübresi ve Bazı Toprak Düzenleyicilerin Fiğde Ot ve Tohum Verimi Üzerine Etkileri. Yüksek Lisans Tezi, Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enst., Tarla Bitkileri Anabilim Dalı, Erzurum.
Kılıç, F. (2011). Biyogaz, Önemi, Genel Durumu ve Türkiye’deki Yeri. Mühendis ve Makine, 52 (617), 94-106.
Külcü, R., Süslü, A., Ekinci, K., Yaldız, O. (2011).Türkiye’de Hayvansal Atıkların Yönetiminde Biyogaz Seçeneği ve Yek Kanunu. UKAY, 2011, KKTC.
Resmi Gazete. (2011). 7809 numaralı ve 8 Ocak 2011 CUMARTESİ tarihli resmi gazete
TUİK. (2018). Türkiye İstatistik Kurumu , Tarım İstatistikleri-Hayvancılık istatistikleri, web sayfası http://www.tuik.gov.tr/PreTablo.do?alt_id=1002, erişim tarihi 15/02/2018.