Türkiye de Enerji Ormancılığı ve Orman Atıkları Potansiyelinin Değerlendirilmesi

Transkript

1 Türkiye de Enerji Ormancılığı ve Orman Atıkları Potansiyelinin Değerlendirilmesi Yeşim Güçbilmez a,, İbrahim Çalış a, Eda Fıçıcı a a Anadolu Üniversitesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, 26555, Eskişehir ygucbilmez@anadolu.edu.tr, ibrahimcalis@gmail.com, dned7@hotmail.com ÖZET Günümüzde Finlandiya, İsveç ve Avusturya gibi gelişmiş ülkeler enerji ihtiyaçlarının önemli bir bölümünü orman ürünleri ve orman atıklarının kullanımı ile elde edilen enerjiden sağlamaktadır. Ülkemiz, topraklarının %27 sini kaplayan orman alanları ve orman kesim ve bakım işlemleri sırasında ortaya çıkan yıllık yaklaşık 7 milyon m 3 civarındaki orman atıkları ile alternatif enerji kaynağı olarak kullanılabilecek önemli bir potansiyele sahiptir. Ancak; ülkemizde henüz modern anlamda enerji ormancılığına geçilmemiş olması ve orman atıklarının değerlendirilmemesi nedeni ile bu potansiyel kullanılmamaktadır. Yenilenebilir ve sürdürülebilir bu enerji kaynağının verimli olarak kullanılabilmesi için; halkın ve özel sektörün bu konuda bilinçlendirilmesi; kurulacak ısı ve elektrik üretim sistemlerinin uygun krediler ve vergi muafiyetleri ile teşvik edilmesi; enerji ormancılığına ait alanların incelenmesi, iyileştirilmesi ve çoğaltılması ve orman atıklarının işlenme ve nakliye masraflarının düşürülmesi gerekmektedir. 1. GİRİŞ 6000 yıl önce dünya topraklarının 5,5 milyar hektarının ormanlarla kaplı olduğu tahmin edilmektedir. Tarım ve şehirleşme için yeni alanların açılması ve yakacak odun kullanımı sonucunda orman alanları zaman içinde azalmıştır [1]. Türkiye topraklarının 27 % sinin ormanlık alanlarla kaplı olduğu düşünülürse, ülkemiz önemli oranda orman endüstrisi ve enerji ormancılığı potansiyeline sahiptir [2]. Sürgün verme özelliği bulunan ve toplumun yakacak odun gereksinimlerini karşılamak üzere kısa idare süreleri ile işletilen ormanlara enerji ormanı adı verilir. Bu ormanlar, enerji amaçlı yakacak odun elde edilmesine uygun ağaç türlerinden oluşan, kısa sürede üretimi yapılan ve kendisini genel anlamda kök ve sürgünlerle yenileyen ormanlardır [3]. Orman Genel Müdürlüğü nce 1978 de başlatılan enerji ormancılığı projeleri ile 2008 yılı na kadar 620,000 hektar klasik enerji ormanı tesis edilmiştir [4]. Enerji ormancılığı çalışmaları Doğu, Güneydoğu, İç Anadolu ve Trakya Bölgeleri ndeki çok bozuk meşe baltalıklarında yoğunlaşmıştır. Ölmekte olan meşeler toprak seviyesine yakın yükseklikten balta ile kesilerek, kütük ve köklerden sürgün üretilmesi amaçlanmıştır yıllık süreler sonunda kesilen sürgünler yöre halkı tarafından yakacak odun olarak kullanılmış, yapraklar ise kışın hayvanlara yem olarak verilmiştir. Bu uygulama sonucunda birim alandan elde edilen odun ürünü diğer ülkeler ile kıyaslandığında çok düşük bulunmuştur. Bir başka deyişle Türkiye de enerji ormancılığı çalışmaları klasik yöntemlerle başlatılmış ve devam etmiş; modern anlamda enerji ormancılığına henüz geçilememiştir [5]. Modern enerji ormancılığı projelerini uygulayan ülkelerde, birim alandan en kısa sürede maksimum odun üretiminin sağlanabilmesi için

2 Şekil 1. Orman rehabilitasyon çalışmaları ve üretim sonucunda ortaya çıkan artıklar [6] makinalı modern yöntemler uygulanmaktadır. Toprak işlenmekte, analiz sonuçları ışığında gübrelenmekte, yabani örtü temizliği yapılmakta, gerekirse sulanmakta ve genetik çalışmalar sonucunda yetiştirilmiş üstün nitelikli çelik ve fidanlar dikilmektedir. Bu çalışmalar sonucunda, 3-5 yıllık üretim süreleri içinde, hektar başına klasik enerji ormancılığı ile elde edilen odun üretiminin yaklaşık 40 katı (30-60 ton ağırlıkta) odun ürünü elde edilmektedir [6]. Gelişmiş ülkeler incelendiğinde, enerji ormancılığının yanı sıra orman atıklarının da önemli bir enerji kaynağı olarak değerlendirildiği görülmektedir. Bu atıklar, diğer biyokütle kaynakları (tarımsal atıklar, çiftlik atıkları, besin maddesi üretiminde oluşan atıklar vb.) ile birlikte biyokütle santrallerinde ısı ve elektrik üretiminde kullanılmaktadır [7]. Örneğin, Finlandiya ülke enerji gereksiniminin % 22 sini, İsveç % 18 ini ve Avusturya % 14 ünü biyokütle santrallerinde odun ve bitki atıklarını yakarak ve gazlaştırarak karşılayan ilk üç lider ülkedir. IEA (International Energy Agency) ya üye ülkeler 2050 li yıllarda ülke enerji gereksinimlerinin % sini biyoenerji ile karşılamak için çalışmalara başlamışlardır.bu amaçla, ABD de 100 milyon hektar, Kanada da 40 milyon hektar ve AB ülkelerinde 20 milyon hektar orman alanı enerji ormanları ve enerji tarımı için ayrılmıştır [8-10]. 2. TÜRKİYE VE ORMAN ATIKLARI POTANSİYELİ Türkiye biyokütle üretimi bakımından şanslı bir ülkedir. Çizelge 1 de görüldüğü gibi Türkiye nin yıllık ana biyokütle üretimi 117 milyon tonu bulmakta ve bu üretimin enerji eşdeğeri 32 milyon ton olarak hesaplanmaktadır. Ülkemizdeki toplam yıllık biyokütle potansiyelinin yaklaşık 5,5% ni ormanlarda kesim işlemleri sonrası açığa çıkan atıklar oluşturmaktadır [11]. Ormanlarımızda bir biyokütle projesini desteklemek için gerekli olandan çok daha fazla miktarda orman artığı bulunmaktadır. Buna rağmen, orman içi artıklarının temininin değişken olması, toplama, taşıma ve depolama maliyetlerinin yüksek olması gibi problemler bu atıkların yakıt olarak kullanılması için yapılması gereken çalışmaları geciktirmektedir. Oysa ki yaklaşık 2 MTep enerji değerine karşılık gelen orman atıklarımızın doğru kullanılması ile ortalama 96 MTep olan toplam enerji tüketimimizin yaklaşık %2 si karşılanabilecektir [6]. Türkiye de henüz orman atıklarından ticari olarak elektrik enerjisi ya da ısı enerjisi sağlayan bir tesis bulunmamakla birlikte bu konuda deneme çalışmaları devam etmektedir. Örneğin Çaycuma da bulunan OYKA kağıt fabrikası, kendi elektrik ihtiyacını karşılamak için 10 MW lik güç üreten bir buhar türbini sistemi yaptırmıştır. Sistem yakıt olarak kağıt hamuru yapımında değerlendirilmeyen odun talaşını kullanacak olup test çalışmaları tamamlanmak üzeredir [12].

3 Çizelge 1. Türkiye nin Yıllık Ana Biyokütle Potansiyeli ve Enerji Değerleri [11] Yıllık Potansiyel Enerji değeri Biyokütle (milyon ton) (milyon ton) Yıllık Bitkiler 55 14,9 Çok yıllık bitkiler 16 4,1 Orman Atıkları 18 5,4 Tarım-Sanayi Atıkları 10 3,0 Orman Endüstri Atıkları 6 1,8 Hayvan Atıkları 7 1,5 Diğer 5 1,3 Toplam ,0 Orman atıkları geniş tanımı ile sanayi odunu ya da yakacak odun olarak değerlendirilmeyen ve ormanda terk edilen kök, dip kütüğü, gövde ucu, tepe ve ince yan dalları, devirme ya da taşıma sırasında parçalanan ağaçları; ormanlarda biriken kuru yaprak, kozalak ve ibreleri; kimi ormancılık uygulamaları sonucunda sahadan çıkarılan ince materyali ve ormanda ekonomik olarak değerlendirilmeyen ağaççık, orman gülü, sandal ağacı, kocayemiş gibi çalıları ve devrikleri kapsamaktadır [8]. Orman atıkları uygun yöntemlerle pelet veya briket haline getirildikten sonra ısı ve elektrik üretim santrallerinde enerji üretimi için kullanılabilirler. Odun peletleri bir çok işlemde ortaya çıkan testere talaşı, planya talaşı, yonga, kabuk gibi materyalin kurutulması ve preslenmesi ile üretilmektedir ve yaklaşık 5 kwh /kg lık ısı değerine (yarım litre fuel-oil in enerji değerine) sahiptir [13]. Briket üretiminde işlenmemiş odun yongaları (örneğin odun talaşı) kullanılmaktadır ve briketler yüksek basınç altında herhangi bağlayıcı bir malzeme kullanılmaksızın üretilmektedir. Briketler peletlere benzemekle birlikte çapları daha büyüktür ( mm) [14,15]. Çizelge 2. Orman Atıklarından Üretilen Pelet ve Briketlerin Özellikleri [13] Özellikler Peletler Briketler Isı değeri 16,92-17,64 MJ/kg 16,92-17,64 MJ/kg Yoğunluk kg/m kg/m 3 Çap 6 16 mm 65 mm Uzunluk mm mm Kül içeriği % % 0.5 Rutubet % 7-12 % 7-12 Maliyet açısından bakıldığında, pelet fiyatları, ısıl değer dikkate alındığında petrol ve gaza oranla belirgin ölçüde düşüktür. Buna ek olarak, pelet fiyatları gaz ve fuel-oil de gözlenen yüksek fiyat dalgalanmalarını göstermezler. Örneğin, Almanya da, pelet fiyatları,ocak 2002 de 3,7 cent/euro iken, Ocak 2006 da 3,8 cent/euro olmuştur; buna karşılık, doğal gaz fiyatları Ocak 2002 de 4.4 cent/euro iken, Ocak 2006 da 5,7 cent/euro ve fuel-oil fiyatları Ocak 2002 de 3.2 cent/euro iken, Ocak 2006 da 5.7 cent/euro olmuştur [16].

4 Şekil 2. Orman atıklarından üretilen peletler [6] Dünya genelinde 2007 yılında üretim yapan 442 pelet santralinin 14 milyon ton/yıl pelet üretim kapasitesinin enerji değeri 65 TWh olarak açıklanmıştır. Almanya 2,4 milyon ton/yıl, Kanada 2 milyon ton/yıl, ABD 1,8 milyon ton/yıl, Avusturya, İsveç, Fransa ve Rusya yaklaşık 1 milyon ton/yıl ile pelet üretiminde dünyanın önde gelen ülkeleridir. Ülkemizde henüz herhangi bir pelet üretim tesisi bulunmamaktadır [13]. 3. SONUÇLAR VE TARTIŞMA Türkiye, topraklarının %27 sini kaplayan orman alanları ile önemli bir orman endüstrisi ve enerji ormancılığı potansiyeline sahip bir ülkedir; ancak ülkemizde modern anlamda enerji ormancılığı çalışmaları henüz başlatılmamıştır. Orman Genel Müdürlüğü nce 1978 yılında başlatılan klasik enerji ormancılığı çalışmaları farklı bölgelerimizde yaklaşık 30 yıldır uygulanmış ancak bu çalışmalar ile birim alandan elde edilen odun ürünü miktarı gelişmiş ülkelerle karşılaştırıldığında çok düşük kalmıştır. Gelişmiş ülkeler enerji gereksinimlerinin önemli miktarlarını biyokütle ve enerji ormancılığından karşılamayı planlarken ülkemizin de hızla modern anlamda enerji ormancılığı çalışmalarına geçiş yapması gerekmektedir. Enerji ormancılığının yanı sıra orman atıkları da gelişmekte olan ülkeler ve ülkemiz için önemli bir alternatif enerji kaynağıdır. Türkiye, sadece ormanlarda çürümeye bırakılan orman içi atıkların değerlendirilmesi ile toplam enerji ihtiyacının %2 sini karşılayabilecek kapasiteye sahiptir. Ülkemizde henüz orman atıklarından ticari olarak elektrik enerjisi ya da ısı enerjisi sağlayan güç üretme tesisi bulunmamaktadır. Ancak; yükselen enerjini açığını göz önüne alan Orman Genel Müdürlüğü enerji ormancılığının geliştirilmesi için çalışmalara (uygun alanların tespiti, planlama, kredi teşvikleri, teknik bilgi ve danışmanlık hizmetleri ve özel enerji plantasyonları için pazar oluşturulması) başlamıştır [6]. 4. ÖNERİLER Enerji ormancılığı ve orman atıkları konusunda önemli potansiyele sahip olan ülkemizde bu alternatif enerji kaynaklarının verimli kullanılabilmesi için [12,17]: Yazılı ve görsel basında açıklamalar yapılarak halk bilinçlendirilmeli, pilot enerji ormanı tesisleri kurularak örnek oluşturulmalı ve vatandaşlara uygun kredi imkanları sağlanarak modern ısı ve elektrik üretim tesislerinin kurulması teşvik edilmelidir. Yönetimler, üretilen odun ürünlerinin ve orman atıklarının yakılarak elektrik ve ısı

5 enerjilerine dönüştürüleceği modern tesislerin kurulmasında ve üretilen elektrik ve ısının satışında vergi muafiyeti sağlamalı; böylelikle tesislerin ülke genelinde yaygınlaşmasına ve üretilecek elektriğin; petrol, kömür ve doğal gaz fiyatları ile rekabet edebilecek düzeyde olmasına destek olmalıdır. Klasik anlamda enerji ormancılığı yapılan alanlar incelenmeli, tahrip olmuş alanlar iyileştirilmeli ve modern enerji ormancılığa elverişli hale getirilmelidir. Enerji ormancılığına ve o yörenin iklimine uygun yerli ve yerli olmayan türler belirlenerek yetiştirilmesine başlanmalıdır. KAYNAKLAR 1. Saraçoğlu, N, Bir Enerji Kaynağı Olarak Orman Biyokütlesi, Ekoloji, Sayı: 22, 9-13, Dünya Enerji Konseyi Türk Milli Komitesi, Türkiye Enerji Raporu Orman Genel Müdürlüğü, Son erişim: Şubat, 2010; ( 4. Saraçoğlu, N., Biyokütleden Enerji Üretiminde Enerji Ormancılığının Önemi, VII. Ulusal Temiz Enerji Sempozyumu, UTES 2008, Aralık 2008, Istanbul. 5. Türkiye nin Yenilenebilir Enerji Kaynakları, Türkiye Çevre Vakfı Yayını, Aralık Orman Genel Müdürlüğü Biyoenerji Çalışma Grubu, Türkiye de Odunsu Biyokütleden Temiz Enerji Üretimi, Ateş, S., Akyıldız, M.H., Vurdu, H. ve Akgül, M., Türkiye de Orman Kesim Artıkları ve Değerlendirilmesi, K.Ü. Orman Fakültesi Dergisi, Cilt 7, No 1, , Saraçoğlu, N. (2002). Orman Hasılat Bilgisi. Bartın: Bartın Orman Fakültesi Yayınları. 9. Saraçoğlu, N., Bir Taşla Çok Kuş : Enerji Ormancılığı, Global Enerji Dergisi, Ocak 2005, Saraçoğlu, N., Biyokütle Santralleri Kurulmayı Bekliyor : Elektrik Ağacının Meyvesi, Global Enerji Dergisi, Ağustos 2006, Demirbaş, A., Bakış, R., Energy from Renewable Sources in Turkey, Energy Sources, Cilt 26, , Saraçoğlu, N., Biyokütlenin Enerji Üretiminde Değerlendirilmesi, TMMOB Türkiye IV. Enerji Sempozyumu Bildirileri, Saraçoğlu N., Modern Enerji Ormanciliği Ormanlardan Biyokütle Enerjisi Üretimi ve Çözümlemeler, Orman Genel Müdürlüğü Toplantisi, 19 Kasım 2008 Ankara. 14. Biomass Energy, Wood Pellets and Briquettes, Son erişim: Şubat, 2010; ( 15. Wikipedia Encylopedia, Son erişim: Şubat, 2010; ( Solar Promotion GmbH, Mai 2006, Son erişim: Şubat, 2010; ( 17. Ünaldı, Ü.E., Enerji Ormancılığı (Yeşil Kömür) Türkiye, Fırat Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, Cilt 13, No 2, 55-65, 2003.