Ege Üniversitesi Güneş Enerjisi Enstitüsü

Transkript

1 Ege Üniversitesi Güneş Enerjisi Enstitüsü DOĞAL YAŞAMDAN SÜRDÜRÜLEBİLİR ENERJİ ÜRETİMİNE YOLCULUK «KIRSAL KESİM BİYOGAZ SİSTEMLERİ» Prof. Dr. Günnur KOÇAR Enstitü Müdürü

2 ARAŞTIRMA ALANLARI Güneş Isıl Sistemler Fotovoltaik Yeni Nesil Fotovoltaik Güneş Mimarisi Biyokütle Enerjisi Rüzgar Enerjisi Jeotermal Enerji Enerji Verimliliği ve Yönetimi Güneş Işınımlı Fotokimya Optoelektronik

3 ANAEROBİK FERMENTASYON Organik materyallerin oksijen olmayan ortamda ve farklı bakteri popülasyonları sayesinde ayrışması temeline dayanan, bu esnada çok aşamalı biyokimyasal tepkimelerin gerçekleştiği biyolojik bir süreçtir. Bu süreç sonunda çoğunlukla metan, karbondioksit ve hidrojen sülfürden oluşan bir gaz karışımı (biyogaz) oluşmaktadır.

4 Hayvansal Atıklar Enerji Bitkileri BİYOGAZ ÜRETİMİNDE KULLANILABİLECEK BAZI HAMMADDELER Çayır&Mera Alg ve Yosunlar Endüstriyel Atık su Artıma çamuru Bitkisel Atıklar

5 BİYOGAZ POTANSİYELİ Materyal TK (%) UK (%) Biyogaz Verimi (l/kg.uk) Sığır Atığı Tavuk Atığı (Yumurta) Tavuk Atığı (Et) Küçükbaş Hayvan Atığı At Atığı Domuz Atığı Buğday Samanı Mısır Artığı Pirinç Artığı Çim Küspe Sebze Atıkları İnsan Atığı Yapraklar Süt Prosesi Atığı Konsantre Süt Prosesi Atığı Meyve Artıkları Yemek Atıkları

6 HİNT ÇİN TİPİ BİYOGAZ SİSTEMLERİ

7 ERKEZİ BİYOGAZ SİSTEMLERİ

8 BİYOGAZ SİSTEMLERİNE SOSYOEKONOMİK YAKLAŞIM Biyogaz tesislerinin ekonomik analizi iki aşamada gerçekleştirilmelidir. Bu aşamalar; Ülke ve toplum açısından fayda ve maliyetlerin incelendiği makro ekonomik analiz, Kullanıcı açısından fayda ve maliyetlerin incelendiği mikro ekonomik analiz aşamalarıdır.

9 BİYOGAZ SİSTEMLERİNE SOSYOEKONOMİK YAKLAŞIM Ucuz ve uygun enerji üretimi, fermente gübre kullanımıyla tarımsal üretimin artışı mikro ekonomik analizde göz önüne alınır. FERMENTE GÜBRE UYGULANAN PARSEL Toprak yapısının düzeltilmesi, erozyonun azaltılması, ormanların korunması, kırsal kesim yaşayanlarının yaşam standartlarının yükseltilmesi, ithalatın azaltılması, istihdamın artırılması ve kırsal kesimdeki çalışanların yeteneklerinin artırılması makro ekonomik analizde değerlendirmeye alınır. KONTROL PARSELİ Fermente Gübre ile Enerji Bitkisi Yetiştiriciliği

10 BİYOGAZ SİSTEMLERİNE SOSYOEKONOMİK YAKLAŞIM Sağlık koşullarının ve hijyenin iyileştirilmesi gibi hem makro hem de mikro ekonomik analizde göz önüne alınması gereken getiriler de analizlere konu olmaktadır.

11 BİYOGAZ SİSTEMLERİNE SOSYOEKONOMİK YAKLAŞIM Makro ekonomik analizde, biyogaz tesislerinin kurulumu ve işletimi sırasında oluşan harcamalar; yapım malzemelerini, işgücünü, sübvansiyonları, kurulan yaygınlaştırma merkezlerini, dışarıdan ithal edilen biyogaz ekipmanı ve bağlantı parçalarını içerir. Bunun dışında otonom enerji sağlama, zanaatkarların ürünlerine ek talep, eğitimsel etkiler gibi niteliksel sosyo-ekonomik kazançlar da göz önüne alınmalıdır.

12 BİYOGAZ SİSTEMLERİNE SOSYOEKONOMİK YAKLAŞIM Biyogaz sistemleri dışsal ekonomiler sağlar. Kullanıcıların yaşam şartlarının iyileştirilmesi ve sağlık harcamalarının azalması bunlardandır. Fosil yakıtların ithalatının düşürülmesi de dışsal faydalardandır. Fakat ithal edilen fosil yakıtlardan alınan vergilerin azalması dışsal maliyet olarak karşımıza çıkmaktadır.

13 BİYOGAZ SİSTEMLERİNE SOSYOEKONOMİK YAKLAŞIM Biyogaz sistemleri; Konvansiyonel yakıtların kullanımının azaltılması, ormanların ve bitki yapısının korunması gibi çevresel faydalar sağlamaktadır. Enerji piyasasında tekelci yapılar nedeniyle oluşan, çarpık fiyatlandırmanın azaltılmasında etkili olmaktadır. Merkezi enerji sistemlerine bağlanmanın getireceği yatırım ve iletim kayıplarından oluşacak maliyetlerin azaltılmasına neden olur.

14 BİYOGAZ SİSTEMLERİNE SOSYOEKONOMİK YAKLAŞIM Biyogaz sistemleri; Emek yoğun olması nedeniyle, kırsal kesimde hareketliliği artırarak, bölgesel dengesizliklerin giderilmesinde rol oynar, istihdamı artırır. Genel olarak biyokütle enerjisi üretiminde maliyetlerin yaklaşık olarak % 33 ü işgücünden oluşur. Fosil yakıtlarda ise bu oran % 7 civarındadır. 1 MW lık bir tesis yaklaşık olarak 2-5 kişilik istihdam yaratır. Bu sayı küçük ve orta ölçekli tesislerde daha da artmaktadır.

15 BİYOGAZ SİSTEMLERİNE SOSYOEKONOMİK YAKLAŞIM Mikro ekonomik analiz dahilinde, tasarruf edilen konvensiyonel yakıtlara bağlı parasal kazançları hesaplamak kolay olurken, fermente gübrenin kullanımıyla ilgili hesaplar zor olmaktadır. Parasal olmayan getirilerin, parasal terimlere çevrilmesi aynı oranda zordur.

16 BİYOGAZ SİSTEMLERİNE SOSYOEKONOMİK YAKLAŞIM Bazı yararlar parasal olarak ifade edilemezler. Bu yüzden ekonomik analiz negatif çıksa dahi, sosyoekonomik yaklaşımda avantaj sağlayan yatırımların yapılabilmesi mümkündür. Gübreleme ve çevresel faydaların göz önüne alınmadığı, biyogazın sadece elektrik üretiminde kullanıldığı ekonomik analizlerde, biyogaz sistemi ekonomik yönden dezavantajlı çıkabilmektedir.

17 BİYOGAZ SİSTEMLERİNE SOSYOEKONOMİK YAKLAŞIM Gelişmiş ülkelerde büyük ölçekli tesisler önemli olurken, gelişmekte olan ülkelerde küçük ve orta ölçekli tesisler daha yapılabilir olmaktadır. Gelişmekte olan ülkelerde yoksulluk ve yerel yaşam şartlarında iyileştirmeler öncelik taşırken, gelişmiş ülkelerde global çevre kirliliği ön plana çıkmaktadır. Ticari değeri olmayan, tezek ve bitkisel atıklar gibi yakıtların ya da düşük fiyatlı konvansiyonel yakıtların kullanıldığı yerlerde, biyogaz sistemleri ekonomik çıkmayabilmektedir. Bu durumda tamamen parasal yaklaşım yerine, diğer bütüncül pozitif etkilerin göz önüne alındığı yaklaşım daha olumlu olmaktadır.

18 KIRSAL KESİM BİYOGAZ TEKNOLOJİLERİNİN GELİŞTİRİLMESİ VE YAYGINLAŞTIRILMASI GÜDÜMLÜ TEKNOLOJİ GELİŞTİRME PROJESİ PROJE NO: 07/DPT/003

19 AMAÇ Kırsal kesiminde çeşitli çevresel ve sağlıksal problemlere neden olan hayvansal ve bitkisel atıkların biyogaz teknolojileri ile ekonomik değere dönüştürülebileceğinin halkımıza gösterilmesi, oluşturulan bilgi ve deneyim birikiminin, üreticilerle ve son kullanıcılarla paylaşılması, biyogaz teknolojilerinin kırsal kesimde yaygınlaştırılmasının sağlanmasıdır.

20 YÖNTEM Laboratuvar altyapısının güçlendirilmesi İzmir İli kırsal kesiminin sosyo-ekonomik yapısının araştırılması Pilot tesislerin kurulum yerlerinin belirlenmesi Anket çalışmaları Hayvancılık potansiyelinin yüksek olduğu ilçelerde ve köylerde 1200 kişilik anket çalışması)

21 YÖNTEM Seçilen yerler için fizibilite çalışmaları Biyogaz potansiyelinin belirlenmesi Enerji ve gübre kullanım karakteristiğinin belirlenmesi Laboratuvar çalışmaları Atık karakterizasyonu Laboratuvar ölçekli çalışmalar Biyogaz tesislerinin tasarımı Mekanik tesisat Otomasyon

22 LABORATUVARLAR BETAG-I Laboratuvarı Güneş Enerjisi Destekli Biyogaz Sistemi BETAG Laboratuvar Bahçesi BETAG-II Laboratuvarı Biyogazın Jenaratörlerde Kullanımı 4 lü Fermentör Sistemi Biyogazın Kombide Kullanımı Sıcaklık Kontrolü Oda- Biyometan Potansiyeli Deney Düzeneği

23 TASARIM

24 YÖNTEM Biyogaz sistemlerinin kurulması ve işletilmesi Kurulum Ön testler Devreye alma Eğitim, tanıtım ve yaygınlaştırma çalışmaları Son kullanıcı eğitimleri Mühendis/tekniker eğitimleri Elde edilen verilerin değerlendirilmesi Sorunların giderilmesi Modifikasyon

25 KIRSAL TİP BİYOGAZ SİSTEM PARÇALARI Gazometre Güneş Kollektörleri Boyler Sayaç Reaktör Kontrol Panosu Boşaltma Tankı Besleme Tankı Pompa

26 KURULUM-MONTAJ

27 DEVREYE ALMA

28 KONTROL-OTOMASYON

29 KONTROL-OTOMASYON GPRS kaynaklı anlık veri aktarımı ve alarm sistemi

30 KURULUMU GERÇEKLEŞTİRİLEN BİYOGAZ TESİSLERİ BÜYÜKBAŞ SİSTEM Çamavlu İLÇE MAHALLE/ KÖY KİŞİ HAYVAN SAYISI KAPASİTESİ (m 3 ) Dündarlı BAYINDIR Yakacık Yılmaz ENVİL Deliktaş BERGAMA Çamavlu Ertan KUŞTAŞI DİKİLİ Deliktaş Ahmet SEVER 8 5 Çavuşköy Güneş Enerjisi Enstitüsü Yakacık Yağlar KEMALPAŞA Bağyurdu Hüseyin ÖZDEN KINIK Dündarlı Ahmet ÇİLİNGİR KİRAZ Yağlar Pervin ÜZÜM MENDERES Değirmendere Selami YÜCE MENEMEN Çavuşköy Şerif BÜTÜN 12 5 ÖDEMİŞ Gereli Şenol EKER Turgut Değirmendere Eğerci Kireli Gereli SEFERİHİSAR Turgut Mustafa K. BOZYEL 15 5 TİRE Kireli Mahmut ÇÖP TORBALI Eğerci İbrahim DAYAR 20 25

31 PROJEYE DESTEK OLAN KURUM&KURULUŞLAR İZMİR VALİLİĞİ İZMİR BÜYÜKŞEHİR BELEDİYESİ İZMİR TARIM İL MÜDÜRLÜĞÜ HAVA SINIF OKULLARI VE TEKNİK EĞİTİM MERKEZİ KOMUTANLIĞI TÜBİTAK-MAM ENERJİ ENSTİTÜSÜ EBİLTEM İZMİR ESNAF VE SANATKARLAR ODALARI BİRLİĞİ EGE BÖLGESİ SANAYİ ODASI İZMİR TİCARET ODASI MAKİNA MÜHENDİSLERİ ODASI İZMİR ŞUBESİ S. S. TİRE SÜT KOOPERATİFİ HAY-KOOP ÖR-KOOP AYGAZ A.Ş. EGESAN A.Ş. ÇAMLI YEM, BESİCİLİK SANAYİ VE TİCARET A.Ş. MAVİGÖK BİYOGAZ SİSTEMLERİ A.Ş. GÜLSAN GÜNEŞ KOLLEKTÖRLERİ LTD. ŞTİ. GÜLEZ TESİSAT LTD. ŞTİ

32 MALİYETLENDİRME Merkezi biyogaz tesislerinde inşaat işleri, pompa ve karıştırıcılar, borular, tesisat malzemeleri, gaz depolama bölümü, güvenlik ve gözlem elemanları, fermentör ısıtma sistemi, gaz temizleme, kojenerasyon, fermentör izolasyonu, kaplama ve platformu, otomasyon, elektrik işleri, biyogaz yakma sistemi, fermente atık işleme ve bertarafı, projelendirme, yasal izin ve belge maliyetleri yatırım kalemleri olarak alınmıştır.

33 MALİYETLENDİRME Bireysel biyogaz tesislerinde ise, reaktör ve gazometre, pompa ve karıştırıcılar, borular, tesisat malzemesi, ısıtma kazanı, otomasyon, elektrik, tesisat ve inşaat işleriyle nakliye yatırım kalemi olarak belirlenmiştir.

34 MALİYETLENDİRME Maliyetlendirme çalışması içerisinde, ülkemizde kurulumu yapılmamış ekipmanların montaj kontrolü için yurtdışı desteği; yani süpervisörlük ücreti eklenmiştir. % 40 olan fermente gübrenin değerlendirilme oranının tesis boyutları küçüldükçe arttığı göz önüne alınmıştır. Tesisin yeri belirlenmediği için arsa maliyetleri hesaplamalarda dikkate alınmamıştır.

35 MALİYETLENDİRME Maliyetlendirme çalışması içerisinde, biyogazın satış fiyatı 0,3 TL/m 3, üretilen elektriğin satış fiyatı 13,3 $cent/kwh el, fermente gübre satış fiyatı 14,71 /m 3, kömürün alış fiyatı 350 TL/ton olarak kabul edilmiştir.

36 BİREYSEL BİYOGAZ SİSTEMLERİ YATIRIM MALİYETLERİ Büyükbaş ayısı (adet) Atık Miktarı (ton/gün) 0,11 0,44 0,66 1,10 1,54 2,20 Biyogaz Miktarı %55 CH 4 (m 3 /gün) Jeneratör gücü (kw) Kullanılabilir artık ısı (kwh) (opsiyonel) 4,5 (opsiyonel) 6,6 (opsiyonel) 11 (opsiyonel) 15 (opsiyonel) 22 (opsiyonel) Reaktör Malzemesi Fiber Çelik Çelik Çelik Çelik Çelik Kullanım tipi Bireysel Bireysel Bireysel Bireysel Bireysel Bireysel Yatırım maliyeti (TL) Geri ödeme süresi 7 yıl 9 yıl 7 yıl 5 yıl 5 yıl 4 yıl

37 MERKEZİ BİYOGAZ SİSTEMLERİ YATIRIM MALİYETLERİ Büyükbaş sayısı (adet) Atık Miktarı (ton/gün) 11,0 22,0 28,6 44,0 Biyogaz Miktarı %55 CH 4 (m 3 /gün) Jeneratör gücü (kw) Kullanılabilir artık ısı (kwh) Reaktör Malzemesi Beton Beton Beton Beton Kullanım tipi Elektrik Elektrik Elektrik Elektrik Üretimi Üretimi Üretimi Üretimi Yatırım maliyeti (TL) Geri ödeme süresi 7 yıl 6 yıl 6 yıl 5 yıl

38

39 PROJEYİ ŞEKİLLENDİREN GEREKÇELER Ülkemizin sahip olduğu yüksek biyokütle enerji potansiyelinin değerlendirilme gerekliliği Projenin gerçekleştirilmesinin sektörel ölçekte sağlayacağı istihdam kapasitesi Üniversite-Sanayi işbirliklerinin artırılması Ar-Ge çalışmalarının geliştirilmesi ve yeni ürünlerin ortaya konması Biyokütle enerji kaynakları ile ilgili test ve analizlerin tamamının yapıldığı bir laboratuvar alt yapısının oluşturulması

40 PLANLANAN HİZMETLER Üniversite Sanayi İşbirliği İçinde Ar-Ge Çalışmaları Bakanlık Yönetiminde Yasal Düzenleme Çalışmaları Danışmanlık Hizmetleri Test ve Analiz Hizmetleri Mesleki Eğitim ve Kalifiye Personel Yetiştirme Coğrafi Bilgi Sistemi ile Biyokütle Potansiyeli Belirleme ve Veri Tabanı Oluşturarak Sektörün Kullanımına Sunma

41 PROJE BÜTÇESİ ,72 TL ,00 TL ,72 TL Toplam 4555 m 2 alana sahip bina yapımı 10 adet laboratuvar Gezici laboratuvar Görünürlük, yeni personel istihdamı, akreditasyon işlemleri vb

42 BESTMER Bina İnşası