Zeynep Deniz Oktay Vesile Bali OlcayTekin

Transkript

1 ATIK YAĞ TOPLAMA PROJESĐ Zeynep Deniz Oktay Vesile Bali OlcayTekin ÖZET Dünyada biodizel üretiminin önem kazanmasıyla ve Türkiye de biodizel üretim araştırmaları üretime yönelik tesisler hızla artmaktadır.hatta 2008 yılından itibaren kızartmalık yağların hanelerden toplanması için gerekli sistemi kurmak,halkı bu konuda bilgilendirerek atık yağ toplama faliyetlerini başlatma çalımalarındadır.bu tesislerin çoğu Marmara bölgesinde yeralmaktadır.bu amaçla biodizel üretimi yapan tesisler incelenmiş ve aşağıda teknik bilgileri verilen tesis olarak seçilmiştir. Bir biodizel fabrikasının atık yağ toplama projesi aşağıdaki gibidir. Bu projenin gerçekleşmesi için istenilen evraklar bir an evvel toplanmalıdır. Ve sorun çıkabilecek 2 konu var: 1.)Yapı kullanma izni 2.) Arıtma tesisi. Yapı kullanma izni alımına kadar,arıtma tesisini yapmaya başlamamız bize zaman kazandırabilir. TOPLAMA ORGANĐZASYONU: Belediyeler hazırlanan taslağa göre;ayda en az 30 kg. yağ üreten işletmelerle,geri kazanım tesisleri arasında sözleşme yaptırmakla yükümlüdür. Sözleşme yapmayan atık yağ üreticilerine cezai işlem uygulamakla yetkilidir. TÜRKĐYE nin belli bölgelerinde toplama üniteleri kurulmalıdır. Pilot şehir BURSA olmalıdır. Bence diğer iller aşağıdaki hususlara göre tercih edilmelidir: 1.Seçilecek iller de kurulacak olan toplama depoları muhakkak ORGANĐZE SANAYĐ BÖLGELERĐNDE olmalıdır. Bu seçim ilk başlarda biraz fazla yatırım gerektirir gibi gösterse de aslı öyle değildir. Şöyle ki; Kurulacak depolama alanları illa ki ĐL merkezlerinde bulunan ORGANĐZE SANAYĐ BÖLGELERĐNDE olmalı diye bir şart yoktur. Aynı ile bağlı ilçe merkezlerinde bulunan ORGANĐZE SANAYĐ BÖLGELERĐ nde yer tahsisi bence daha mantıklıdır. Bu sayede hem yatırım maliyeti düşürülmüş olur;hem de ilçelerde ki atık yağ toplama işi sadece bizim tekelimizde olabilir. Kalkınmada öncelikli yöreler listesinde bulunan bazı illerden ücretsiz arsa tahsisi yapılabilir. Bu arsalar gelecek yıllarda yatırım amaçlı da kullanılabilir. Avrupa Birliği (AB) gelecek yıl 10 il, 2006 yılında ise 13 ile hibe yardımında bulunacak. Gelecek yıl, AB fonlarından, Samsun, Kastamonu ve Erzurum merkezli olmak üzere, Amasya, Çorum, Tokat, Çankırı, Sinop, Bayburt, Erzincan illerine 52 milyon Euro'luk hibe yardımı yapılacak. Fatih Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Çevre Mühendisliği

2 Bu 10 ile yapılacak hibe yardımı, en geç Mart ayında, bu illerde ilan edilecek ve Şubat ile Mart aylarında da, Avrupa Birliği Genel Sekreterliği ile DPT, Hazine uzmanları, bu hibelerden yararlanma koşulları konusunda ayrıntılı bilgilendirme turları düzenleyecekler. Toplam 52 milyon euro'luk hibe yardımı, küçük altyapı projeleri, (örneğin beldelerin arıtma tesisi sistemleri vb.) küçük ve orta ölçekli şirketlerin, sivil toplum kuruluşlarının kalkınmaya yönelik finansman ihtiyaçları ve yerel kalkınma projelerinde kullanılacak. Bence bu yatırım yapılacak olan illerden bazılarını değerlendirmeliyiz. Buralardan tahsis edilecek olan yerlerde hem tesis kurabilir hemde atık yağ toplanabilir. Aşağıda kalkınmada öncelikli illeri inceleyebilirsiniz: 1. Adıyaman 2. Ağrı 3. Aksaray 4. Amasya 5. Ardahan 6. Artvin 7. Bartın 8. Batman 9. Bayburt 10. Bingöl 11. Bitlis 12. Çanakkale (Bozcaada ve Gökçeada Đlçeleri) 13. Çankırı 14. Çorum 15. Diyarbakır 16. Elazığ 17. Erzincan 18. Erzurum 19. Giresun 20. Gümüşhane 21. Hakkari 22. Iğdır 23. Kahramanmaraş 24. Karabük 25. Karaman 26. Kars 27. Kastamonu 28. Kırıkkale 29. Kırşehir 30. Kilis 31.Malatya 32. Mardin 33. Muş 34. Nevşehir 35. Niğde 36. Ordu 37. Osmaniye 38. Rize 39. Samsun 40. Siirt 41. Sinop 42. Sivas 43. Şanlıurfa 44. Şırnak 45. Tokat 46. Trabzon 47. Tunceli 48. Van 49. Yozgat 50. Zonguldak Şekil 1. Kalkınmada öncelikli iller 2.Bitkisel ve hayvansal yağlardan (atık yağlar dahil) Batı Avrupa da 44 (9 adeti Đtalya da), Doğu Avrupa da 29 (17 adeti Çek Cumhuriyetinde) Kuzey Amerika da ise 8 adet biodizel üretim tesisi bulunmaktadır. Bu tesisler aşağıda yazılıdır.

3 Tablo 1. Biodizel üretim tesisleri Ülkeler Tesis Sayısı Toplam Kapasitesi (1000 ton) Kullanılmış Bitkisel Yağ Avusturya Kullanılıyor Belçika Kanada 1 Çekoslovakya Kullanılıyor Danimarka 3 32 Fransa Almanya Macaristan Đrlanda 9 5 Kullanılıyor Đtalya Ayçiçeği yağı Nikaragua 1 Jatropha Slovakya Đspanya Đsveç 3 75 Đsviçre 1 2 Đngiltere 1 A.B.D Kullanılıyor Yugoslavya 2 5 Türkiye de biz bu rakamların gerisinde yer alıyoruz. Toplayacağımız atık yağlardan biodizel üretimine daha çok önem vermeliyiz. Çünkü; yapılan her biodizel de ortaya çıkan gliserin de bize fazlasıyla para kazandıracaktır. Bu sebepten dolayı gliserin için de bir çözüm bulunduğu takdirde müthiş bir finansman sağlanacağı ortadır. 3.Toplama işini yapabileceğine inandığımız kişilerle yapmalıyız. Bunun içinde seçilecek elemanların geçmişte bu işle biraz uğraşmış olması gerekir diye düşünüyorum.ya da aktif bir insan olması gerektiğini düşünüyorum. 4.Aşağıdaki liste TÜRKĐYE deki bazı atık yağ toplayıcılardır. Tablo yu incelediğimizde MĐDES PETROL un izninin süresiz olduğu görünüyor. Bizimde süresiz izin çalışmalar yapmamız gerekiyor.

4 5. Yetkilendireceğimiz toplayıcılar için sabit bir anlaşma örneği hazırlamalıyız 1 ton yağdan lt biyodziel elde edersin.atık yağdan fire çok verirsin. Çünkü bize gelen atık yağlardan ayakkabı,çatal,bıçak vs...bir sürü madde çıkıyor ve maalesef lokantalarda bu yağlar içine su katılarak çok kullanılıyor. Bu yüzden su çok oluyor. Ve yağlarını çok göstermek için içine su koyuyorlar.ama normal bir yağdan 1 ton yağdan litre biodizel elde edilir. Biodizel üretimi şu şekilde gerçekleşir: Biodizel üretim reaksiyonu çeşitli yöntemlerle asit, baz ve enzim katalizörlüğünde gerçekleştirilebilmektedir. Biodizel üretimi için günümüzde en yaygın olarak kullanılan yöntem transesterifikasyon yöntemidir. Bu yöntem kullanılacak yağın serbest yağ asidi (FFA- Free Fatty Acid) içeriğinin düşük (max.%8-9) olması durumunda uygulanabilir. Transesterifikasyon; yağ asitlerinin bazik bir katalizör varlığında kısa zincirli alkoller (metanol,etanol vb.) ile esterleşme reaksiyonudur. Reaksiyon sonunda esterlerin yanı sıra gliserin oluşur. Kullanılacak yağın serbest yağ asidi içeriği %10 yüksek olduğu durumda yağın serbest yağ asidi kısmı için asidik ortamda esterifikasyon işlemi uygulanabilir. Takibinde transesterifikasyon işlemi uygulanır.

5 Transesterifikasyon reaksiyonunu katalizör varlığında, belirli sıcaklıkta, karıştırma yapılarak yürütülür. Katalizör sodyum hidroksit (NaOH, Kostik) veya potasyum hidroksit (KOH) olabilir. Biodizel üretimde sağlanacak verim yağın su ve serbest yağ asidi (FFA) içeriğine göre değişim göstermektedir; serbest yağ asidi ve su içeriğindeki artış verimi düşürmektedir. Şekil 1.Transesterifikasyon reaksiyonu Transesterifikasyon yöntemi ile biodizel üretiminde uygulanacak işlemler ve sırası aşağıda detaylı açıklanmıştır. i. Metoksit Hazırlama: Katalizörün(sodyum hidroksit-naoh veya potasyum hidroksit- KOH) metil alkol içinde standart bir karıştırıcı ile çözülmesi sağlanarak metoksit hazırlanır. Katalizör miktarı yağın serbest yağ içeriğine bağlı olarak tayin edilir. ii. Reaksiyon: Yağın sıcaklığı reaksiyon için uygun hale getirilir. Reaktördeki yağ üzerine metoksit ilavesi yapılır. Alkol kaybını önlemek için sistemin atmosfere tamamen kapalı olmasında fayda vardır.reaksiyon gerçeklemesi için gerekli 1 ila 2 saat arasında değişmektedir. Reaksiyon sonunda biodizel (metil esterler) ve yan ürün gliserin karışım halindedir. iii. Gliserin Ayrıştırma : Karışım içindeki yan ürün gliserinin yoğunluğu, biodizelin yoğunluğundan fazla olduğundan bu iki faz gravite ile ayrılabilir. Gliserin dibi konik çökeltme tanklarında 4 ila 8 saat arasında değişen dinlendirme süresinden sonra tankların dibinden çekilir. Biodizel ve gliserini daha hızlı ayırabilmek amacıyla separatör kullanılabilir. iv. Biodizel yıkama işlemi : Biodizelden gliserin ayrıldıktan sonra ürün içinde kalmış olabilecek gliserin, kalıntı katalizör ve sabunları uzaklaştırmak amacıyla yıkanır. Yıkama işlemi su ve biodizelin ayrışmasını kolaylaştırmak ve yıkama verimini arttırabilmek için biodizel ve su belirli sıcaklıklara kadar ısıtılmalıdır. Gravite farkıyla tankın dibinde biriken yıkama suyu çekilerek depolanır. Yıkama işlemi biodizelin ph ı 7 ye düşerek dek tekrarlanır. v. Biodizel kurutma işlemi: Yıkama işlemi tamamlanmış biodizelin içerdiği %1-2 lik su, ürünün sıcaklığı 105ºC ye çıkarılarak uzaklaştırılır.

6 Biodizelin Hammaddesi: Biodizel üretimi ana hammadde yağ, alkol ve katalizör olmak üzere üç hammaddeyi gerektirir. i. Yağ: Biodizelin ana hammaddesi organik yağlardır. Yağların kullanılmamış olması gibi bir şart yoktur; atık yağlardan (kızartma yağları gibi) da biodizel üretilebilir. Bu yönüyle biodizel üretimi bir atıklardan geri kazanım yöntemi olarak değerlendirilebilir. Kullanılabilecek yağlar aşağıda listelenmiştir. Ayrıca yağın % 20 si oranında alkol (metil veya etil alkol) kullanılır. Bitkisel Yağlar o Soya yağı o Kanola yağı o Ayçiçek yağı o Palmiye yağları o Pamuk yağları o Keten yağları o Aspir yağı Her türlü Hayvansal Yağlar Atık bitkisel ve hayvansal yağlar ii. Alkol : Biodizel üretiminde kullanılacak alkol için metil alkol (metanol), etil alkol, butil alkol seçenekleri varken en çok tercih edilen bulunabilirliği ve fiyat avantajı sebebiyle metil alkoldür. Metil alkol kullanılarak üretilen biodizel metil esterler olarak da adlandırılır. Gerekli alkol miktarı metil alkol kullanıldığında reaksiyona giren yağın %20 si oranındadır. iii. Katalizör: Katalizör biodizel üretim reaksiyonunda alkol ve yağın reaksiyona girmesini, esterlerin birbirinden ayrı kalmasını sağlar. Transesterifikasyon reaksiyonunda kuvvetli baz varlığında yürür. Sodyum hidroksit (NaOH) ve potasyum hidroksit (KOH) kullanılabilecek bileşiklerdir. Tercih edileni sodyum hidroksittir(kostiktir). Yağın içerdiği serbest yağ asidi oranına göre gereken kostik miktarı değişmekle birlikte nötr yağlar için yağın binde 3 ü oranında yeterlidir. Etanolu kulanmamamızın sebebi ise etanolu metanole göre çok pahalı olması. Biodizelin müşteri potansiyeli dağıtıcı kurumlar tarafından olur.biodizelin normalde direkt satış yasaktır. Fiyatta civarı. Kdv dahil fiyatlarda. Biodizelin araca hiçbir şekilde zararı yoktur Son zamanlarda getirilen yeni yönetmeliklere petrol dizelinin kükürt içeriğinin alınması zorunlu tutulmaktadır. Kükürtün giderilmesi için uygulanan işlem yakıtın yağlayıcı özelliği de almaktadır. Yağlayıcılığı düşük olan yakıtlar kullanıldığında araçların enjeksiyon pompaları zarar görmektedir. Biodizel doğal olarak kükürt içermeyen mükemmel bir yağlayıcıdır. Petrol dizelinin yağlayıcı özelliği dolayısıyla kalitesini arttırmak için biodizel, dizel katkısı olarak da kullanılabilir. Yani herhangi bir zararı yoktur. Biodizel üretimi için bir yönetmelik mevcuttur

7 Bu yönetmelik şu şekildedir: TSE EN standarına uygun olmalı. Fakat şu anda Türkiye de ölçüm yapılamıyor. Ve enerji verimliliği kanun tasarısı gereği yerli üretimden üretilen biodizelin en az % 2 katılma zorunluluğu var. Đncelemiş olduğumuz biodizel fabrikasını çalışma saatleri şu şekildedir: Biz sabah 09:00 akşam 18:00 çalışıyoruz. Şu anda 15 kişi var. Bize bu sayı yetiyor. Sistemimiz tek vardiya. Fakat ekstra durumlarda mesai yapıyoruz. Biodizel üretiminde bence maksimum 2 vardiya çalışmalıdır. Çünkü reaksiyondan çıkan her malın gliserinin çökmesi için bir 8 saatlik ki bu minimum değerdir,beklemesi lazım. Yani üretimleri sabah yapıp beklemeyi geceye bırakırsan fabrikana 1 vardiya kazandırırsın. Đncelemiş olduğumuz üretim tesisinin üretme tesisi alanı : 700 m2 kapalı alanı vardır ve 350 m2 de açık alanı vardır. Biodizel fabrikasını kurulması ve işletme vb. Maliyeti yaklaşık 50 ton/günlük tesisi için ytl civarıdır Biodizelle ilgili ekonomik hususta Global anlamda; Tüketilen motorine % 2 oranında katılacak biodizelin dünya ham petrol fiyatlarını % 1 oranında ucuzlatacağı, Tüketilen fosil yakıtların içine % 1 oranında biodizel katılması halinde kişiye yeni iş imkanı sağlayacağı hesaplanmaktadır. Bu nedenlerle AB Ülkeleri 2005 yılından başlayarak fosil yakıtlara belirli oranlarda biyo-yakıtların katılmasını yasal zorunluluk haline getirmişlerdir yılında % 2, yılında % 2, yılında % 3, yılında % 4, yılında % 5, yılında % 5,75 Biodizel Motorin kullanılan her yerde kullanılabilir BĐODĐZEL ÇEVREYE DUYARLIDIR Fosil yakıtların tükeneceği gerçeğinin yanı sıra üretilmeleri, taşınmaları ve tüketimleri sonucu çevreye verdikleri telafisi zor tahribatlar da yeni ve yenilenebilir enerji kaynaklarına hızla yönelmeyi gerektirmiştir. Yeni ve yenilenebilir enerji kaynaklarımızdan biodizel gerek üretimi gerekse tüketimi safhalarında çevreyi düşünen bir yakıttır. Atık bitkisel ve hayvansal yağların da biodizel hammaddesi olarak kullanılabilmesi, biodizel üretim prosesinin bir atıklardan geri dönüşüm sistemi olarak da nitelendirilmesini sağlar. Sera gazı emisyonunda düşüş:

8 Đklim değişiklerinin başlangıç sebebi sera gazı olarak adlandırılan gazın (Karbondioksit) atmosferde oranının hızla artmasıdır. Bugün dünyamızın çevre sorunlarının en büyüğü sera etkisinin yol açtığı sorunun giderilmesinde fosil kökenli yakıtların yerine biodizel kullanımı büyük ilgi görmektedir. Đklim değişimi konusunda Birleşmiş Milletler Çerçeve Konvensiyonuna ilişkin Kyoto Protokolüne ülkemiz de taraftır ve taraf olan ülkeler sürdürülebilir kalkınmayı teşvik etmek amacıyla protokolde Madde 3'e uygun olarak sayısallaştırılmış emisyon sınırlaması ve indirimini yerine getirmek amacıyla ulusal koşullara uygun olarak politika ve önlemler uygulayacak ve/veya geliştirecektir denmiştir. Bu politika ve önlemlerden bazıları şunlardır; - Đklim değişikliğine ilişkin yaklaşımlar ışığında sürdürülebilir tarımsal yöntemlerin yaygınlaştırılması; - Yeni ve yenilenebilir enerji çeşitleri, karbondioksit tecrit/ayırma teknolojileri ve gelişmiş ve yenilikçi çevresel bakımdan sağlam teknolojiler üzerinde araştırma yapmak, teşvik etmek, geliştirmek ve kullanımının artmasını sağlamak; - Montreal Protokolü ile düzenlenmemiş bulunan sera gazının emisyonunu/yayılmasını sınırlandıran veya azaltan politika veya önlemleri teşvik etmeyi amaçlayan ilgili sektörlerdeki uygun reformların teşviki; - Nakliye sektöründe, Montreal Protokolü tarafından düzenlenmeyen sera gazı emisyonu/yayımının sınırlandırılması ve/veya azaltılmasına ilişkin önlemler Kyoto protokolüne göre fosil yakıt kullanımı yerine biodizelin tercih edilmesi zorunlu olmaktadır. Bu konuda yapılmış pek çok detaylı araştırma biodizel emisyonlarında korbondioksit ve diğer zararlı gazların petrol dizelininkine kıyasla düşük oranda olduğunu göstermiştir. 1 kg DYE (Dizel Yakıt Eşdeğeri= 42,7 MJ) başına açığa çıkan korbondioksit miktarı: Biodizel 0,73 kg CO 2 /1 kg DFE Fosil dizel 3,63 kg CO 2 /1 kg DFE Biodizel tüketiminden kaynaklanan korbondioksit emisyonunun tekrar yağ bitkilerince fotosentezde kullanılmak üzere geri alındığı düşünülürse biodizel kullanımı kapalı karbondioksit döngüsüne uygundur. Bölgesel çapta zararlı egzoz emisyonları

9 Şehirlerde artan trafik hava kalitesini kötü yönde etkileyip insan sağlığını tehdit eder boyuta gelmiştir. Şehirlerde yaşayan nüfusu risk altında bırakan bu durumu azaltmak için bazı ülkelerde önlemler alınmaya başlanmıştır. Bunlara örnek olarak verilebilecekler şunlardır: - Avrupa Konseyi nin Kaliteli Petrol ve Motorin kullanımı ile ilgili direktifi vardır. Bu direktif yakıtın kükürt ve PAH ların (Polisyklik Aromatik Hidrokarbonlar) içeriğinin kontrol altından tutulmasını gerekliliğini içerir. - Avrupa Komisyonu Çevre bölümünden Đsveçli Mrs.Margot Wallström başlattığı Avrupa Temiz Hava Programı (CAFE Clean Air For Europe) Biodizel kullanımı petrol dizeline kıyasla emisyonlarda önemli ölçekte düşüş sağlar. Biodizel ve %20 biodizel içeren petrol dizeli kullanımı sonucu açığa çıkan emisyon değerleri karşılaştırmalı olarak aşağıda tablo şeklinde verilmiştir Tablo - B20 ve B100 yakıtlarının emisyonları yüzde değerleri Emisyonlar B20 B100 CO: Karbonmonoksit -6.90% % PM: Partikül Madde -6.48% % HF: Hidroflorik Asit -3.10% % SO x : Kükürt Oksitler -1.61% -8.03% CH 4 : Metan -0.51% -2.57% NO x : Azot Oksitler 2.67% 13.35% HCl: Hidroklorik Asit 2.71% 13.54% HC: Hidrokarbonlar 7.19% 35.96% Kaynak: "Biyomotorin Uygulamaları", Mühendis ve Makina, 36 (431):35-39, Tabloya göre biodizelin yakıt içerisine katılma yüzdesi arttıkça azot oksitler hariç diğer parametrelerin emisyon değerlerinde düşüş sağlanır. Azot oksit emisyonunun kontrolünde de basit önlemler yeterlidir. Biyolojik olarak bozunabilirliği yüksektir Biyolojik bozunma herhangi bir bileşiğin toprakta mikrobiyal aktiviteler ile parçalanabilirliğidir. Biodizel ve fosil dizeli için yapılan test sonuçları; biodizelin %95 inin parçalanması için 21 gün yeterli olurken, fosil dizelinin 21 gün sonunda ancak %72 isinin parçalanabildiğini göstermiştir. Ayrıca fosil yakıtlar içerdikleri PAH lar ile zehirlilik kaynağıdırlar ve düşük bozunma hızı ile de toprakta uzun süre kalırlar. Bu özelliği biodizelin herhangi bir kaza durumunda toprakta kalış süresinin çok uzun olmayacağını, kısa bir sürede tamamına yakınının bakteriler tarafından özümleneceğinin göstergesidir. Zehirli değildir Biodizel gıda yapımında kullanılan yağların bir türevi olarak düşünülebilir. Bu yüzden de anlı metabolizmasına zararlı bir yapı içemez. Fareler üzerinde yapılan testler ağız yolu ile alındığında canlının her 1 kg vücut ağırlığı için 2000 mg a kadar biodizel almasının hiçbir

10 zehir etkisi yaratmadığı görülmüştür. Bu özelliği yine herhangi bir kaza durumunda nehire veya göllere biodizel dökülmesinin su canlılarına zararının olmayacağını göstermiştir. Biodizel üretimi sonrası atık olarak sadece sabunlu su çıkar.çıkan atığı da kanalizasyona vererek giderilebilir. Biodizel üretimi ve kullanımı ile : Enerjide dışa bağımlılığımızı öz kaynaklarımızı kullanarak azaltacaktır, TÜKENMEK zorunda olan ham petrole karşılık TÜKENMEZ enerji kaynaklarımız harekete geçirilmiş, uyuyan dev potansiyelimiz uyandırılmış olacaktır Tarım ve tarıma dayalı sanayi gereken ilgiyi bulacak, çiftçimizin yüzü gülecek, istihdam artacaktır. Yenilenebilir, alternatif enerji kaynaklarına yoğunlaşmada gecikilmemiş olacaktır, Çevreye verilen zarar azalacaktır Ve biodizelle ilgili yapılan proje sonucu aşağıdakiler çıkıyor: Yenilenebilir enerji kaynaklarından hayata geçirilmesi basit teknolojilere bağlı olan biodizel aile bütçesine, ülke ekonomisine, ülkenin dışa bağımlılığının azalmasına, hava ve çevre kirliğinin önlenmesine, dünya fosil yakıtlarının korunmasına vereceği katkılarla gelecekte, petrol ürünlerinden elde edilen motorinin alternatifi olarak tamamen gündemde olacaktır. Eğer bir gün fosil yakıtlar tükenirse ne yaparız? sorusuna verilecek en güzel cevap çevreyle uyumlu ürün BĐODĐZEL dir

11

12