ISINMA KAYNAKLI Emisyon Envanterinin Hazırlanması HANDAN KAYNAKOĞLU Çevre Mühendisi 14 Aralık 2010 - KAYSERİ Konya BüyükĢehir Belediyesi Çevre Koruma ve Kontrol Dairesi Başkanlığı
IKONAĠR PROJESĠ Büyükşehirlerde hava kalitesi yönetiminin geliştirilmesi, hava kalitesi yönetim ve eylem planlarının hazırlanması ve yerel ölçekte kapasitenin güçlendirilmesi hedeflenen IKONAIR projesinde uygulamada pilot bölge olarak Konya ili seçilmiştir. Türkiye de ilk olarak bir kent ölçeğinde uygulanacak olan bu projede; Konya Büyükşehir Belediyesi yerel yönetim sorumlusu olarak görev almaktadır.
AMAÇ Proje kapsamında Konya Hava Kalitesi modellemesi harita çalışmalarında OPS Hollanda modeli programına girilecek veri setlerinden biri olan ısınma kaynaklı emisyon envanteri hazırlanacaktır. Bu kapsamda NOx, PM10 ve SO2 olmak üzere 3 kirletici parametrenin gridler içerisindeki kg cinsinden miktarı hesaplanacaktır.
EMĠSYON ENVANTERĠNĠN HAZIRLANMASI 2010 yılı başında start verilen bu projede yapılan çalıştaylardan Eylül ayı içerisinde Konya da yapılan son çalışma toplantısı ve Kasım ayında Hollanda da gerçekleşen Çalışma Ziyareti ndeki bilgi paylaşımı sonucunda geliştirilen hesap yaklaşımları ile hesaplamalar yapılmıştır.
EMĠSYON ENVANTERĠNĠN HAZIRLANMASI * Isınma emisyon hesaplarının yapılmasında; Birleşmiş Milletler Avrupa Ekonomik Komisyonu'nun (UNECE) himayesinde hazırlanan, Uzun Mesafeli Sınır ötesi Hava Kirliliği Sözleşmesi çerçevesinde, Avrupa Çevre Ajansı (EEA) tarafından yayınlanan EMEP/EEA 2009 hava kirletici envanter rehberi kullanılmıştır. * EMEP / EEA hava kirletici emisyon envanter rehberi ; İnsan ve doğal kaynaklı emisyonların tahmini ve ülkelerin emisyon envanter raporlarını kolaylaştırmak için tasarlanmıştır. (Yayın tarihi 19 Haziran 2009) www.eea.europa.eu
YÖNTEM İlgili Rehber Doküman 3 ayrı hesap yöntemi öngörmektedir. Tier 1 yöntemi: Sadece varsayılan emisyon faktörleri ile yapılan hesaplamalar Tier 2 yöntemi,ülke veya belirli bölgelere göre belirlenen emisyon faktörleri, yakma teknolojileri bilgilerini kullanarak yapılan hesaplamalar Tier 3 Yöntemi Daha fazla detaylı verilerin olduğu yakma tesislerinin ısıl güçleri, beslenme tipi vb bilgilerin kullanılarak yapılan hesaplamalar
YÖNTEM Tier 2 ve Tier 3 yöntemlerinin daha ayrıntılı bilgilere ihtiyaç duyması ve proje baģlangıç çalıģması olması sebebiyle; Proje Kapsamında ilk aşamada Tier 1 yaklaģımı kullanılacaktır. Emisyon Hesapları yapılırken gerekli datalar; 1-Emisyon Kaynaklarının Türü (Enerji, Endüstriyel, Doğal Kaynak vb.) 2-Aktivasyon Dataları (Kişi sayısı, Kullanılan Yakıt Miktarı, vb.) 3-Emisyon Faktörleri
YÖNTEM İlgili rehber dokümanda yer alan; kömür kullanımı ile ilgili emisyon faktörleri ISINMA EMĠSYON ENVANTERĠ
YÖNTEM Temel hesap yaklaşımı Belirtilen Kirletici Emisyonu = Yakıt Tüketimi x Emisyon Faktörü
EMĠSYON ENVANTERĠ ÇALIġMA ALANI Konya, göller hariç 38.257 Km² yüzölçümüyle Türkiye nin en büyük şehridir. İlimiz İç Anadolu Bölgesinin ortasında etrafı dağlarla çevrili geniş bir çukur alan içinde bulunmaktadır. Denizden ortalama yüksekliği 1016 mt dir.
EMĠSYON ENVANTERĠ ÇALIġMA ALANI KONYA Konya nın şehir merkezi nüfusu 2010 verilerine göre 1.030.751dir.
EMĠSYON ENVANTERĠ ÇALIġMA ALANI İlimizde Coğrafi Bilgi sistemine dayalı ARC GIS programı ile, Büyükşehir Belediyemiz Kent Bilgi sistemi veri tabanından alınan bilgiler ve Daire Başkanlığımız arşivi kullanılarak emisyon envanteri hazırlanmış ve Hava Kalitesi Bilgi Sistemi oluşturulmuştur.
EMĠSYON ENVANTERĠ ÇALIġMA ALANI Çalışma Haritası İlimiz merkezinde yerleşim yerlerinin olduğu bölgeler esas alınarak 1km x 1km lik gridlere bölünmüş, Toplam 624 adet grid elde edilmiştir. Gridlerin her biri için numaralandırma yapılmıştır. Her bir konut için x ve y koordinatları mevcuttur. Numaralandırma ve koordinatlar model çıktılarında büyük önem arzetmektedir.
KONYA KENTĠ ĠÇĠN EMĠSYON ENVANTERĠ HESAPLARI Emisyon Hesapları için örnek çalışma; Konya da Kömür Kullanımı için PM10 Emisyonun AB31numaralı GRİD içerisindeki miktarı bulunacaktır. Hesaplamalar için gerekli veriler; 1-İlimizde kullanılan yakıt türü ve miktarı 2-İlimizde kullanılan yakıtın aylara göre dağılımı 3-Kullanılan yakıtların alt ısıl değerleri, rehber dökümanda yer alan PM10 emisyon faktörleri ile yapılan hesaplamalar 4-Hesaplanan toplam emisyonların her bir konut için değeri
KONYA KENTĠ ĠÇĠN EMĠSYON ENVANTERĠ HESAPLARI İlimize ait yakıt türlerinin ve miktarlarının belirlenmesi için; Kent bilgi sistemi veri tabanında kayıtlı bulunan konut sayıları ve ısınma tipleri bilgileri kullanılmıştır. ĠLĠMĠZDE ISINMA TĠPĠ VE KULLANILAN YAKIT TÜRÜNE GÖRE KONUT SAYILARI ISINMA TİPİ KÖMÜR DOĞALGAZ BİREYSEL ISINAN KONUT SAYISI 103606 39727 MERKEZİ ISINAN KONUT SAYISI 43620 5708 TOPLAM 147226 45435
KONYA KENTĠ ĠÇĠN EMĠSYON ENVANTERĠ HESAPLARI KULLANILAN YAKIT MĠKTARI Doğalgaz kullanımı ile ilgili bilgiler ilimizde faaliyet gösteren Doğalgaz Dağıtım Firmasından temin edilmiştir. Bireysel Isınan bir dairede kullanılan yakıt miktarı : 1850 m3 /Yıl Merkezi Isınan bir dairede kullanılan yakıt miktarı : 1365 m3/ Yıl Toplam kullanılan doğalgaz miktarı : 81.286.370 m3/ yıl İlimizde kullanılan doğalgazın alt ısıl değeri : 8250 kcal/m3
KONYA KENTĠ ĠÇĠN EMĠSYON ENVANTERĠ HESAPLARI KULLANILAN YAKIT MĠKTARI İlimizde kullanılan kömür miktarının tespit edilmesi için iki farklı metod kullanılarak birbiri ile doğrulaması yapılmıştır. Birinci metod Yapılan anket çalışmaları sonucunda kabul yapılmıştır. Bireysel ısınan bir Dairede ortalama 1,250 ton/yıl yerli kömür kullanıldığı, Merkezi ısınan bir dairede ise ortalama 2 ton ithal kömür kullanıldığı kabul edilerek hesap yapılmıştır.
KONYA KENTĠ ĠÇĠN EMĠSYON ENVANTERĠ HESAPLARI İkinci metod Ġlimizde satıģ yapan Ġzin Belgesi olan Kömür üretim tesisleri ve bayilerden; 2009 yılı içerisinde il merkezine yapılan satıģ miktarları istenerek karģılaģtırma yapılmıģtır. Yakıt Birinci Yaklaşım İkinci Yaklaşım Yerli kömür 129.507 120.478 İthal Kömür 87.240 84.623 Toplam 216.747 205.101 Yapılan karşılaştırmada rakamların birbirine çok yakın olduğu görülerek, yapılacak hesaplamalar için toplan kömür miktarı 216.747 olarak alınmıştır.
Değerler Belediyemiz Çevre Analiz Laboratuarında analizi yapılan numunelere ait ortalama değerlerdir ISINMA EMĠSYON ENVANTERĠ KONYA KENTĠ ĠÇĠN EMĠSYON ENVANTERĠ HESAPLARI İlimizde ısınma amaçlı doğalgazın yanı sıra iki farklı özellikte kömür kullanılmaktadır. Kömür Özellikleri İthal Kömür Yerli Kömür Alt Isıl Değer 7000 kcal /kg Orijinal 5600 kcal /kg Orijinal Toplam Nem % 4,5 Orijinal % 9,16 Satışa Sunulan Toplam Kükürt % 0,38 Orijinal % 0,75 Orijinal Uçucu Madde %24,19 Kuru Bazda %32,76 Kuru Bazda Kül % 12,52 Kuru Bazda % 15,54 Kuru Bazda Boyut 18-150mm(18mm altı %10 tolerans, 150mm üstü Max %10 tolerans) Satışa sunulan 18-150mm(18mm altı %10 tolerans, 150mm üstü Max %10 tolerans) Satışa sunulan Satışa sunulan Satışa sunulan
KONYA KENTĠ ĠÇĠN EMĠSYON ENVANTERĠ HESAPLARI KULLANILAN TOPLAM YAKITIN AYLARA GÖRE DAĞILIMI Kullanılan yakıtın aylara göre dağılımının belirlenebilmesi için İlimizde uzun yıllar boyunca gerçekleşen aylara göre sıcaklık ortalamaları alınmıştır. Mahalli Çevre Kurulu Kararı gereği; dış ortam hava sıcaklığı 15Cº nin altına düştüğü zaman kaloriferlerin yakılmasına izin verilmektedir. Hava sıcaklığının 15 Cº nin altına düştüğü zamanlarda kömür kullanımı olduğu varsayılarak bir katsayı elde edilmiş ve aylara göre dağılım yapılmıştır.
Elde Edilen Katsayılar Aylar Ort.Sıcaklık 15Cº 15-Ort.T Katsayı (T) 15-Ort.T/68.5 Ocak -0.3 15 15.3 0.223357664 Şubat 1 15 14 0.204379562 Mart 5.4 15 9.6 0.140145985 Nisan 10.9 15 4.1 0.059854015 Mayıs 15.6 15 0 0 Haziran 20.1 15 0 0 Temmuz 23.5 15 0 0 Ağustos 22.9 15 0 0 Eylül 18.6 15 0 0 Ekim 12.4 15 2.6 0.037956204 Kasım 5.7 15 9.3 0.135766423 Aralık 1.4 15 13.6 0.198540146 68.5
Aylara göre hesaplanan kömür miktarı Aylar Katsayı Toplam Yerli kömür Toplam İthal kömür 15-Ort.T/68.5 129507 87240 Katsayı x Toplam kömür miktarı Katsayı x Toplam kömür miktarı Ocak 0.223357664 28926.38102 19485.72263 Şubat 0.204379562 26468.58394 17830.07299 Mart 0.140145985 18149.88613 12226.33577 Nisan 0.059854015 7751.513869 5221.664234 Mayıs 0 0 0 Haziran 0 0 0 Temmuz 0 0 0 Ağustos 0 0 0 Eylül 0 0 0 Ekim 0.037956204 4915.594161 3311.29927 Kasım 0.135766423 17582.70219 11844.26277 Aralık 0.198540146 25712.33869 17320.64234
Aylara göre kömür kullanım grafiği 35000 30000 25000 20000 15000 Yerli İthal 10000 5000 0 Ocak Şubat Mart Nisan Mayıs Haziran Temmuz Ağustos Eylül Ekim Kasım Aralık
PM10 EMĠSYONU HESAPLANMASI Kullanılan yakıtların alt ısıl değerleri miktarları ve rehber dokümanda yer alan PM10 emisyon faktörleri ile yapılan hesaplamalar Kullanılan Yakıtın İthal Kömürler için alt ısıl değeri: 7000 kcal /kg 7000 kcal /kg x 0,0000041868 = 0,029 GJ/kg Kullanılan Yakıtın Yerli Kömürler için alt ısıl değeri : 5600 kcal /kg 5600 kcal /kg x 0,0000041868 =0,023GJ/kg Evsel ısınmada kömür için varsayılan emisyon faktörleri Tablosunda PM10için alınacak değer : 404 g/gj (Emep/EEA)
AYLARA GÖRE HESAPLANMIġ PM10 DEĞERLERĠ PM Miktarı (g) = Kullanılan Kömür Miktarı (kg) x Kullanılan kömürün alt ısıl değeri (GJ/kg) x Emisyon Faktörü (g/gj) Aylar PM10yerli kömür PM10 İthal Kömür Toplam (kg) (kg) (kg) Ocak 268.783,9325 228.294,7263 497.078,6588 Şubat 245.946,082 208.897,1352 454.843,2172 Mart 168.648,7419 143.243,7498 311.892,4918 Nisan 72.027,06687 61.177,01816 133.204,085 Mayıs 0 0 0 Haziran 0 0 0 Temmuz 0 0 0 Ağustos 0 0 0 Eylül 0 0 0 Ekim 45.675,70094 38.795,18225 84.470,88319 Kasım 163.378,4687 138.767,3827 302.145,8514 Aralık 238.919,0511 202.928,6456 441.847,6967
TOPLAM EMĠSYONLARIN GRĠDLERE DAĞITILMASI Aylara göre hesaplanmış PM10 emisyonunun çalışma haritasında bulunan gridlere paylaştırılması için, Her bir konut için PM10 miktarı hesaplanacaktır. Toplam PM10 miktarının konut sayısına bölünmesi ile her bir konut için PM10 emisyonu hesaplanmıştır.
AYLARA GÖRE HESAPLANMIġ BĠR KONUT ĠÇĠN PM10 DEĞERĠ Aylar Yerli Kömür (kg) İthal Kömür (kg) Ocak 2,594,289,254 5,233,716,788 Şubat 2,373,859,448 4,789,021,898 Mart 1,627,789,336 328,390,073 Nisan 0,695201696 140,249,927 Mayıs 0 0 Haziran 0 0 Temmuz 0 0 Ağustos 0 0 Eylül 0 0 Ekim 0,440859612 0,889389781 Kasım 1,576,920,919 3,181,278,832 Aralık 2,306,034,892 4,652,192,701 Toplam 1,161,495,516 2,304,527,056
AB31 NUMARALI GRĠD ĠÇERĠSĠNDEKĠ PM10 EMĠSYONU ISINMA EMĠSYON ENVANTERĠ
AB31 NUMARALI GRĠD ĠÇERĠSĠNDEKĠ PM10 EMĠSYONU AB31 NUMARALI GRİD İÇERİSİNDE 6263 adet bireysel ısınan (yerli kömür kullanan) konut 210 adet merkezi ısınan (ithal kömür kullanan ) konut bulunmaktadır.
AB31 NUMARALI GRĠD ĠÇERĠSĠNDEKĠ PM10 EMĠSYONU Aylar Bireysel ısınan Konutlar Merkezi Isınan Konutlar Toplam Ocak 16248.0336 1099.080526 17347.11412 Şubat 14867.48172 1005.694599 15873.17632 Mart 10194.84461 689.6191533 10884.46376 Nisan 4354.048219 294.5248467 4648.573066 Mayıs 0 0 0 Haziran 0 0 0 Temmuz 0 0 0 Ağustos 0 0 0 Eylül 0 0 0 Ekim 2761.103749 186.771854 2947.875603 Kasım 9876.255717 668.0685547 10544.32427 Aralık 14442.69653 976.9604672 15419.657 Toplam 72744.46415 4839.506818 77583.97097
SONUÇ Yapılan hesaplamalar sonucunda Ġlimizde daha kaliteli olan Ġthal Kömür kullanımından kaynaklanan PM10 Emisyonunun Yerli kömür kullanımından kaynaklanan PM10 emisyonundan daha yüksek olduğu görülmüģtür. Bunun sebebi ise ülkemizde ısınma amaçlı kullanılan kömürlerin EMEP-EEA Ulusal Emisyon Envanteri Hazırlama Teknik Kılavuzu nda yer alan kömürlerden farklı özellikte olması ve yapılan hesaplamalarda her iki kalitedeki kömür içinde aynı emisyon faktörünün kullanılmasından kaynaklanmaktadır.
SONUÇ Bu durumla ilgili olarak; Hollanda ya gerçekleģtirilen çalıģma ziyareti nde; Uygulamalı Bilim Akademisi TNO da çalıģan uzmanlara konu tarafımızca aktarılmıģ ve kendilerinden IKONAIR projesi kapsamında ilimizde kullanılan kömür tipleri için kullanılacak emisyon faktörleri ile ilgili bilgi talep edilmiştir. TNO da bulunan uzmanlara ülkemizde kullanılan kömür tipleri ve kullanılan yakma sistemleri ile ilgili bilgiler gönderilmiģ olup, bu kömürler için hesaplamalarda kullanılacak uygun emisyon faktörlerinin belirlenmesi beklenmektedir.
SONUÇ Doğru ve gerçeğe yakın emisyon envanterinin hazırlanması, ayrıntılı verilerin bulunması ve veri kalitesi ile doğrudan ilgilidir. Toplanacak olan verinin nerede nasıl kullanılacağının bilinmesi ve veri tabanı oluģturulurken dikkate alınması önem arz etmektedir.
SONUÇ BaĢkanlığımız bünyesinde Kent Bilgi Sisteminin kurulmuģ olması ve Yapılan hesaplamalar için kaynak teģkil edecek konut sayıları ve ısınma tipleri bilgilerinin mevcut olması yapılan çalıģmanın verimini ve kalitesini arttırmıģtır. Kent Bilgi sistemindeki veriler sürekli güncellenmektedir. Bu da yapılan çalıģmanın sürdürülebilirliğini sağlayacaktır. Ancak ilimize ait yakma sistemlerinin özellikleri ısıl güçleri yakma teknolojileri vb.bilgilerin elde edilmesi ile Tier 2 ve Tier 3 yöntemleri kullanılarak daha doğru ve gerçeğe yakın hesaplamalar yapılması hedeflenmektedir.
HANDAN KAYNAKOĞLU 14 Aralık 2010 - KAYSERİ Çevre Mühendisi