Fosil Yakıtların Kullanımından Kaynaklanan Hava Kirliliği Üzerine Jeotermal Enerji ve Doğalgaz Kullanımının Etkisi: Afyon Örneği

Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi Cilt: 7, No: 3, 2010 (23-30) Electronic Journal of Machine Technologies Vol: 7, No: 3, 2010 (23-30) TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR www.teknolojikarastirmalar.com e-issn:1304-4141 Makale (Article) Fosil Yakıtların Kullanımından Kaynaklanan Hava Kirliliği Üzerine Jeotermal Enerji ve Doğalgaz Kullanımının Etkisi: Afyon Örneği Ali KEÇEBAŞ *, Engin GEDĐK **, Muhammet KAYFECĐ *** * Afyon Kocatepe Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi, 03200 Afyon/TÜRKĐYE ** Karabük Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi, 78050 Karabük/TÜRKĐYE *** Karabük Üniversitesi Meslek Yüksek Okulu, 78050 Karabük/TÜRKĐYE alikecebas@aku.edu.tr, egedik@karabuk.edu.tr, mkayfeci@karabuk.edu.tr Özet Dünya nüfusunun sürekli arttığı, teknolojinin hızla geliştiği ve bu gelişmelere paralel olarak enerji tüketiminde de büyük bir artış olduğu görülmektedir. Günümüzde fosil kökenli enerji kaynaklarının sınırlı olması, tüketimin sürekli artması ve bu enerji kaynakların gittikçe azalması enerji fiyatlarının sürekli artmasına neden olmaktadır. Ayrıca bu enerji kaynakları bilinçsizce kullanıldığında çevre problemlerinin özellikle de hava kirliliğine neden olmaktadır. Hava kirliliğinin bilhassa kış aylarında ölümcül boyutlara ulaşması, bu konuda yakıt kaynaklı kirlenmenin önemini vurgulamaktadır. Bu çalışmada Afyon merkezde bulunan meskenlerde kullanılan yakıtlara göre atmosfere salınan emisyonlar belirlenir. Jeotermal enerji ve doğalgazın ısıtma amaçlı kullanımına dikkat çekilir. Ayrıca Afyon da kullanılan kaynaklara sahip diğer şehirlerimize örnek oluşturması için jeotermal enerji ve doğalgaz kullanımının hava kirliliğini önlemedeki katkısını güncel rakamlarla ortaya koymaktadır. Sonuçlar; yakıtların yakılması durumunda açığa çıkan SO 2 ve PM yerel emisyonları jeotermal için 1,7 bin ton SO 2 /yıl ve 421 ton PM/yıl ve doğalgaz için ise 0,2 ton SO 2 /yıl ve 3,8 ton PM/yıl azaldığını gösterir. Afyon örneğinden jeotermal ve doğalgaz ısıtma ile büyük miktarlarda SO 2 ve PM emisyonlarını önlemektedirler. Anahtar Kelimeler : Fosil yakıt, jeotermal enerji, doğalgaz, hava kirliliği, SO 2, PM. The Effect of Using Geothermal Energy and Natural Gas on Air Pollution Arisen from Using Fossil Fuels: Afyon Example Abstract Rapidly advancing technological improvements, growing population on the world, and the increasing energy requirements in parallel to such facts had been seen numerous problems along with. Today, the limited fossilbased energy sources, the continuous increase in the consumption and depletion of these energy sources increasingly leads to constantly increasing energy prices. Moreover, when these energy sources are used unconsciously, this case causes the environmental problems, especially air pollution. Air pollution reaches deadly proportions in the winter months; in this regard, it is emphasized the importance of the pollution arising from fuel. In this study, the emissions released to the atmosphere are determined according to fuels used in the dwellings located in the center of Afyon. It is attracted attention to use the geothermal energy and natural gas for space heating. Furthermore, the contribution on prevention of air pollution arisen from geothermal energy and natural gas usage is exhibited with up-to-date numbers as it is a example to other cities possessed sources used in Afyon. The results show that the local emissions of SO 2 and PM associated with fuel combustion have been reduced annually by 1.7 thousand tons/year and 421 tons/year for geothermal energy and 0.2 tons/year and 3.8 tons/year for natural gas, respectively. From Afyon example, space heating with geothermal and natural gas prohibits the release of SO 2 and PM emissions in large quantities. Keywords : Fossil fuel, geothermal energy, natural gas, air pollution, SO 2, PM. Bu makaleye atıf yapmak için Keçebaş A., Gedik E., Kayfeci M., Fosil Yakıtların Kullanımından Kaynaklanan Hava Kirliliği Üzerine Jeotermal Enerji ve Doğalgaz Kullanımının Etkisi: Afyon Örneği Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi 2010, (7) 23-30 How to cite this article Keçebaş A., Gedik E., Kayfeci M., The Effect of Using Geothermal Energy and Natural Gas on Air Pollution Arisen from Using Fossil Fuels: Afyon Example Electronic Journal of Machine Technologies, 2010, (7) 23-30

Teknolojik Araştırmalar: MTED 2010 (7) 23-30 Fosil Yakıtların Kullanımından Kaynaklanan Hava Kirliliği 1. GĐRĐŞ Dünya nüfusunun hızlı bir şekilde artması ve gelişen teknolojiyle beraber sanayileşme düzeyinin büyümesi, daha fazla enerji ihtiyacının ortaya çıkmasına neden olmuştur. Ülkelerin gelişmişlik seviyesinin bir göstergesi olan enerjinin tüketimi kontrol altında tutulması gereken önemli bir konu haline gelmiştir. Endüstri ve sanayide enerjiyi etkin bir biçimde kullanabilmek amacıyla, mevcut enerji üretim sistemlerinin verimli bir şekilde kullanılabilmesi, fosil kökenli enerji kaynaklarına alternatif ucuz ve temiz enerji kaynakların bulunması, olumsuz çevresel etkilerinin minimize edilmesi ve giderilmesi günümüzde yoğun olarak araştırılan konular arasındadır. Dünyadaki bütün şehirlerde enerji ihtiyacının çoğunun karşılanmasında direkt olarak veya elektrik enerjisine dönüştürülme yoluyla fosil kökenli enerji kaynakları yoğun olarak kullanılmaktadır. Fosil kaynaklı enerji üretim ve kullanımı, insan ve çevre sağlığı üzerinde birçok olumsuz etkiler meydana getirmektedir [1]. Fosil yakıtların ısınma, güç üretimi için, motorlu taşıtlarda, endüstriyel proseslerde ve katı yakıtları yakma yoluyla kullanılması şehirlerde atmosfere verilen hava kirleticilerinin temel kaynaklarıdır. Şehir çevresinde görülen en yaygın hava kirleticileri kükürt dioksit (SO 2 ), azot oksitler (NO veya NO 2, genellikle NO x olarak adlandırılmakta), karbon monoksit (CO), ozon (O 3 ), partikül madde (PM) ve kurşun (Pb) dan oluşmaktadır. Fosil yakıt kullanımının dayandığı yanma teknolojisinin kaçınılmaz ürünü olan CO 2 yayılımı sonucunda da, atmosferdeki CO 2 miktarı son yüzyıl içinde yaklaşık 1,3 kat artmış ve giderek artış göstermektedir [2]. Önümüzdeki 50 yıl içinde bu miktarın, bugüne oranla 1,4 kat daha artma ihtimali vardır. Atmosferdeki CO 2 nin neden olduğu sera etkisi, son yüzyıl içinde dünya ortalama sıcaklığını 0,7 ºC yükseltmiştir. Bu da iklim değişikliklerinin habercisi niteliğindedir [3]. Isınmada fosil kökenli katı yakıt kullanımı bu kirleticilerin önemli bir kaynağıdır. Kentlerimizdeki hava kirliliği özellikle ısınma döneminin başlaması ile birlikte artış göstermektedir. Isınmada, kalitesi düşük kömür kullanılması, uygun yakma sistemlerinin kullanılmaması, yanlış yakma tekniklerinin uygulanması ve kullanılan kazanların işletme bakımlarının düzenli yapılmaması kış aylarında ısınmadan kaynaklanan hava kirliliğinin temel nedenlerindendir. Türkiye genelinde hava kirliliği seviyesinin izlenmesi için 69 il merkezi ve 7 ilçe merkezinde olmak üzere toplam 171 istasyonda SO 2 ve PM ölçümleri yapılmaktadır. 2009-2010 kış sezonunda SO 2 ortalamalarının en yüksek bulunduğu il merkezleri sırasıyla Tekirdağ, Bolu, Edirne, Muğla ve Kırıkkale dir. Aynı dönemde PM ortalamalarının en yüksek bulunduğu il merkezleri ise Iğdır, Karabük, Denizli, Çorum ve Bolu dur [4]. Türkiye, enerji ihtiyacının yarıdan fazlasını ithal eden konumda olması [5, 6] ve fosil kökenli yakıtların kullanılmasından kaynaklanan ciddi olumsuz çevresel etkilerin artış göstermesi, fosil yakıtların yerine geçebilecek alternatif enerji kaynaklarının kullanıldığı, enerji üretim sistemlerinin tasarımının planlanması günümüzün araştırma konuları arasındadır. Isıtmada fosil yakıtların yerine jeotermal enerjinin kullanımı temiz hava için iyi bir seçenektir [7]. Yeni teknolojilerin kullanımında jeotermal akışkan ile birlikte yeryüzüne ulaşan gazlar kullanımdan sonra atık jeotermal akışkan ile birlikte yeraltına reinjeksiyon edilebilmektedir. Bu suretle kullanımda havaya hiç bir atık emisyonu söz konusu değildir. Jeotermal akışkan ile yeryüzüne ulaşan gazların başında karbon dioksit gelir, bu gaz her ne kadar kirletici bir gaz değilse de sera etkisi nedeniyle arzu edilmeyen bir gazdır. CO 2 atığı açısından fosil yakıt kullanan santraller ile karşılaştırıldığında jeotermal santrallerden atılanın yaklaşık 1000-2000 misli daha az olduğu görülür. Yeni teknolojiler kullanan jeotermal santrallerde sadece 0,3 pound/mwh CO 2 atılmaktadır. Bu değer metan kullanan santrallerde 282 lb/mwh ve kömür kullananlarda ise 497 lb/mwh değerine ulaşmaktadır [8]. Doğalgazda SO 2 ve PM emisyonları ihmal edilebilecek kadar az olup, bu yakıtta en önemli kirletici emisyonu olarak azot oksitler görülmektedir. Bu nedenle ısınmada kömür vb. yerine doğalgazın kullanımı önemli bir ölçüde zararlı gaz emisyonlarını azaltmaktadır. Mao vd. [9] Çin de ısıtma ve pişirme amaçlı özellikle bireysel kullanım için kömürün yerine doğalgaz kullanımının çevresel-ekonomik ve teknik olarak uygun olduğunu göstermişlerdir. Lazzarin ve Noro [10] bina ısıtmasında yakıt olarak doğalgaz 24

Keçebaş A., Gedik E., Kayfeci M. Teknolojik Araştırmalar: MTED 2010 (7) 23-30 kullanımının enerjetik, ekonomik ve çevresel yönlerini değerlendirmişlerdir. Güntürkün ve Şahin [11] Simav ilçesinde ele alınan örnek bir konutun kömür, fuel-oil ve jeotermal gibi üç farklı enerji kaynağı ile ısıtılabilmesi için gerekli olan ilk yatırım ve yıllık ısınma maliyetlerini karşılaştırmışlardır. Eren ve Turan [12] Erzurum da ısınma amaçlı fosil yakıt tüketiminden doğalgaza geçiş dönemi ile birlikte hava kalite parametreleri değerlendirilerek, doğalgaz kullanımının hava kirliliğine etkisini incelemişlerdir. Bu çalışmada, Afyon merkezinde havaya salınan hava kirliliğinin en önemli kaynaklarından biri olan meskenlerden kaynaklanan SO 2 ve PM emisyonların miktarları belirlenmiştir. Ayrıca jeotermal enerji ve doğalgaz ile ısıtma kullanımının hava kirliliğine etkileri gösterilmiştir. 2. MATERYAL ve METOD Afyon; doğusunda Konya, batısında Uşak, kuzeybatısında Kütahya, güneybatısında Denizli, güneyinde Burdur, güneydoğusunda Isparta ve kuzeyinde Eskişehir illeri ile komşudur. Denizden yüksekliği l034 m olup, 37 45 ve 39 17 kuzey enlemi, 29 40 ve 31 43 doğu boylamı üzerinde yer alan ilin merkez ilçesi 159967 nüfusa sahiptir. Afyon un topoğrafik yapısı ve coğrafik konumu il genelinde şiddetli bir karasal iklim yaratır. Yıllık sıcaklık ortalaması 12 C olan Afyon da kışlar oldukça soğuk ve sert geçer. Ayrıca ülkemizde önemli sayılabilecek bir jeotermal enerji potansiyeline sahip olan ve ek olarak doğalgaz gelen Afyon il merkezinin hava kirliliği yüksektir. Đl, güney-batı yönünde uzanan dağ silsilesi ile kuzeykuzeydoğu yönünde yer alan tepecikler ile çevrelenmiştir. Bu yönüyle kirliliğin kolayca oluşabileceği yapıya ve meteorolojik şartlara sahiptir. 2009 yılı ortalamalarına göre Afyon da hakim rüzgar yönü kuzey-kuzeybatı ve ortalama rüzgar hızı 1,8 m/sn olarak tespit edilmiştir. Hakim rüzgarların yönü göz önüne alındığında, güney-batı yönünde uzanan dağ silsilesi nedeniyle, yeterli hava akımı sağlanamamakta ve kirli hava kent merkezi üzerinde birikerek hava kirliliğine sebep olmaktadır. Hava kirliliği modern hayatın getirdiği en önemli problemlerden biri olup, kaynağı yanma olayıdır. Yanma sonucunda enerji ile birlikte bazı katı ve gaz atıkların meydana gelmesi, enerji üretimiyle hava kirliliği arasındaki bilinen ilişkiyi gündeme taşımaktadır. Hava kirliliği problemini oluşturan ise, bu emisyonların, atıldığı atmosferde meydana getirdiği derişim ve buna bağlı olarak da canlı ve cansız varlıklar üzerinde oluşturduğu olumsuz etkidir. Çevre sorunları ve insan sağlığı açısından en önemli kirleticilerden ikisi, kükürt dioksit (SO 2 ) ve partikül madde (PM) dir. Bilindiği gibi, kükürt dioksit emisyonları bakımından birinci derecede önemli yakıtlar, kömür ve fuel-oil olmaktadır. Partikül madde emisyonu açısından ise en önemli yakıt kömürdür. Doğalgazda SO 2 ve PM emisyonları ihmal edilebilecek kadar az olup, en önemli kirletici emisyonu olarak azot oksitler görülmektedir [13]. Afyon daki bu yoğun hava kirliliğinin önüne geçmek amacı ile şehirde 1994 yılı itibariyle jeotermal su kaynaklarıyla bina ısıtma tesislerini ısıtmak amacıyla Afyon Jeotermal Tesisleri (AFJET A.Ş.) kurulmuştur. Proje hedefi 10000 konutun ısıtılması olan ve 1996 yılında işletmeye alınan AFJET ile halen 4613 konut ısıtılmaktadır. Ayrıca, 2006 yılında da doğalgaz alt yapı çalışmaları başlamış ve 2007 yılı sonu itibari ile ısıtma amaçlı doğal gaz kullanımına kademeli olarak geçiş başlamıştır. Enerji Piyasası Düzenleme Kurumu (EPDK) tarafından 20 Temmuz 2006 tarihinde 30 yıl süre ile Afyon, Dinar, Çay ve Bolvadin den oluşan dağıtım bölgesinde Afyon Doğal Gaz Dağıtım (AFYONGAZ A.Ş.) ye dağıtım faaliyeti yapmak üzere lisans verilmiştir. Çalışmada, bölgede mevcut bina sayısı ve ısıtma amaçlı kullanılan yıllık yakıt miktarları belirlenmiş ve emisyon faktörleri kullanılarak havaya salınan SO 2 ve PM emisyon miktarları belirlenmiştir. Yani, yıllık yakıt miktarları ile emisyon faktörlerinin çarpılması sonucu toplam emisyon miktarı hesaplanmış olur. Emisyon faktörü; birim ürün, birim hammadde veya birim yakıt başına oluşan kirletici kütlesini ifade eden katsayılardır ve bu çalışmadaki değerler Referans [14] ten alınır. Afyon merkez ilçesinde bulunan mesken sayıları AFJET A.Ş., AFYONGAZ A.Ş. ve Afyonkarahisar Belediyesi nden elde edilir. 2010 yılı itibarıyla Afyon merkezde mevcut konut adedi 25126 olup, bunun 10458 i kömür, 2438 i fuel-oil, 7617 si doğalgaz ve 4613 ü jeotermal enerji ile ısıtılan meskenlerdir [15-25

Teknolojik Araştırmalar: MTED 2010 (7) 23-30 Fosil Yakıtların Kullanımından Kaynaklanan Hava Kirliliği 17]. Meskenlerin yaklaşık %20 sini jeotermal enerji ve %30 unu doğalgaz ile ısıtılan konutlar oluşturmaktadır. Isıtmada kullanılan yıllık yakıt miktarı derece-dün işlemleri kullanılarak belirlenmiştir. Derece-gün için kullanılan yakıt hesaplamalarında genel bir ilişki aşağıdaki gibi verilebilir [18]: 24 F= η h ( DD) CDq& H( T T ) i 0 (1) Burada; F istenilen periyotta talep edilen yakıt miktarı, DD istenilen periyotta derece-günler, C D 18 C veya çeşitli dış tasarım sıcaklıklarına dayanan derece-günler için geçici düzeltme faktörü, q& tasarım şartlarına dayanan toplam ısı kaybı, η h ısıtma sistemi verimi, H yakıtın alt ısıl değeri ve ayrıca T i ve T 0 sırasıyla iç ve dış tasarım sıcaklıklarını ifade eder. 3. BULGULAR ve TARTIŞMA Afyon şehir merkezi konut ısıtmacılığında fosil yakıtlara alternatif bir enerji olarak düşünülen jeotermal ısıtma ve daha sonradan şehre getirilen doğalgaz ile ısıtma, ilk olarak kirliliğin yoğun olduğu çukur ve apartmanlaşmış bölgelerde başlatılmıştır. Şehrin diğer bölgeleri ile karşılaştırıldığında hava kirliliğinde hissedilebilir ölçüde bir düzelme söz konusudur. Ancak mevcut hava kirliliği ölçüm yönetmeliklerine uygun olarak şehrin değişik bölgelerinde, bilhassa jeotermal ve doğalgaz ısıtmalı bölgelerde, emisyon ölçümleri yapılmadığından, bu aşamada bunu gerçekçi rakamlarla yansıtma imkanı yoktur. Ancak, jeotermal enerji ve doğalgaz ile ısıtılan mevcut 12230 konut için harcanan ısı miktarı göz önüne alınarak, bunun eşdeğeri kömürün yakılması durumunda açığa çıkacak SO 2 ve PM emisyon oranlarını belirlemek mümkündür. Bölgede yıl boyunca kullanılan yakıt miktarları aşağıda açıklanacağı değerlerle Eşitlik (1) kullanılarak elde edilir. Isıtma için Tablo 1 de verilen yakıtların alt ısıl değerleri ve ortalama verimleri hesaplamada kullanılır. 18 C temel sıcaklıkta derece-günlerin değeri 2153 C-gün olarak alınır. Türk Standardına (TS 2164) [19] göre Afyon da 100 m 2 bir ısıtma alanında -12 C dış ve 22 C iç tasarım sıcaklıkları için 9,392 kw lık ısı enerjisine ihtiyaç duyulur. Geçici düzeltme faktörü 0,8 olarak seçilmiştir. Tablo 1. Isıtma için kullanılan yakıtların alt ısıl değerleri ve verimleri. Yakıt tipleri Alt ısıl değeri, H Ortalama verim, η h, (%) Jeotermal 22.48 kwh/m 3 0.40 Doğalgaz 9.59 kwh/m 3 0.90 Fuel-oil 11.48 kwh/kg 0.80 Kömür 6.40 kwh/kg 0.60 Afyon merkezinde bulunan konutlarda kömür, doğalgaz, jeotermal ve fuel-oil olmak üzere dört tip yakıt kullanıldığı görülmüş ve yakıt tüketim açısından değerlendirildiğinde Şekil 1 de görüldüğü gibi ağırlıklı olarak kömür ve sonra doğalgazın kullanıldığı tespit edilir. 26

Keçebaş A., Gedik E., Kayfeci M. Teknolojik Araştırmalar: MTED 2010 (7) 23-30 Şekil 1. Afyon ili merkezinde yıllık yakıt tüketimi. Afyon şehir merkezinde yıl boyunca kullanılan yakıtlardan kaynaklanan PM ve SO 2 emisyon değerleri Tablo 2 de verilir. Burada, ısıtma sezonu boyunca yılda yaklaşık 48 bin ton (48064968 kg/yıl) kömür, 15,6 milyon metreküp (15576765 m 3 /yıl) doğalgaz, 9 milyon metreküp (9055319 m 3 /yıl) jeotermal enerji ve 4,7 bin ton (4685836 kg/yıl) fuel-oil tüketilmesine bağlı olarak Afyon merkezinde yılda yaklaşık 6,3 bin ton (6334363,293 kg/yıl) PM ve 1,3 bin ton (1331762,656 kg/yıl) SO 2 emisyonların atmosfere verildiği görülmektedir. Hesaplanan bu emisyon miktarları içersinde en önemli pay 10458 konutta kullanılan kömür yakıtını kullanan ısıtma sistemlerindedir. Bu sistemlerde yılda toplam 6330156,286 kg PM ve 1190328,933 kg SO 2 emisyon atmosfere verilmektedir. Ayrıca Tablo 2 den en düşük PM emisyon salınımı 468,584 kg/yıl ile fuel-oile aitken en düşük SO 2 emisyon salınımı 155,768 kg/yıl ile doğalgazındır. Doğalgaz en fazla ikinci kullanılan yakıt olmasına rağmen SO 2 salınımının çok az olduğu da görülmektedir. Tablodan dikkat edilmesi gereken çok önemli bir durum daha bulunmaktadır. Bu ise jeotermal enerji kullanan ısıtma sistemlerinde ne PM ne de SO 2 emisyonları atmosfere bırakılmamaktadır. Tablo 2. Afyon da ısıtma sezonu boyunca kullanılan yakıtların yakılmasıyla oluşan PM ve SO 2 yerel emisyon değerleri. Yakıt tipi Bina Yakıtın Yakıtın toplam kg PM /yıl kg SO sayısı miktarı miktarı 2 /yıl a b (4) a x b c (5) c (5) Jeotermal 4613 (1) 1963 m 3 9055319 m 3 /yıl - - Doğalgaz 7617 (2) 2045 m 3 15576765 m 3 /yıl Fuel-oil 2438 (3) 1922 kg 4685836 kg/yıl Kömür 10458 (3) 4596 kg 48064968 kg/yıl 15576765x0,24/1000= 3738,423 4685836x0.1/1000= 468,584 48064968x7,5x17,56/1000= 6330156,286 15576765x0,01/1000= 155,768 4685836x20,1x1,5/1000= 141277,955 48064968x19,5x1,27/1000= 1190328,933 Toplam 25126 (3) - - 6334363,293 1331762,656 (1) AFJET A.Ş. den 2010 için alınan değer (2) AFYONGAZ A.Ş. den 2010 için alınan değer (3) Afyonkarahisar Belediyesi nden 2010 için alınan değerler (4) Afyon da 100 m 2 ev için yıllık kullanılan yakıt miktarı Eşitlik (1) den hesaplanmıştır. (5) Emisyonlar = Yakılan toplam yakıt miktarı x Emisyon faktörü NOT: Emisyon faktörü değerleri Referans [14] den alınmıştır. Afyon merkez nüfusunun 159967 kişi olduğu düşünüldüğünde Afyon da kişi başına düşen hava kirliliği emisyonları PM için 39,6 kg/kişi ve SO 2 için 8,33 kg/kişi olarak hesaplanır. Elbir vd. [20] kişi başına Türkiye de 45 kg ve Avrupa da ise 57 kg SO x atmosfere salındığını ifade eder. Ayrıca, Atımtay vd. [21] 27

Teknolojik Araştırmalar: MTED 2010 (7) 23-30 Fosil Yakıtların Kullanımından Kaynaklanan Hava Kirliliği Ankara da mesken ısıtmasında kişi başına 2,4 kg SO x ve 2,0 kg PM olduğunu belirlediler. Turalıoğlu [22] Erzurum için yaptığı çalışmada SO 2 için 21,2 kg/kişi ve PM için 27,9 kg/kişi atmosfere bırakıldığını buldu. Afyon merkez emisyonları bu değerlerle karşılaştırıldığında ortalama Türkiye emisyonlarından daha düşüktür. Ankara nın değerlerinden daha yüksek olduğu fakat Erzurum ile karşılaştırıldığında SO 2 emisyonlarından daha düşük olduğu görülür. Örnek olarak, jeotermal enerji yerine geleneksel fosil yakıtlı sistemler kullanıldığında oluşan PM ve SO 2 emisyon değerleri Tablo 3 te gösterilmiştir. Isıtma sezonu boyunca jeotermal enerji yerine kömür ve fueloil kullanan ısıtma sistemlerinin değerleri kullanıldığında PM ve SO 2 yerel emisyonları sırasıyla yaklaşık 1675806,187 ve 421968,208 kg/yıl değerlerinde yıllık olarak hava kirliliği azaltılabilir. Jeotermal enerji; atmosfere salınan SO 2 ve PM emisyonları gibi ana hava kirleticilerinin salınımını büyük oranda azalttığından hava kirliliğini korumada önemli bir rol oynar. Tablo 3. Isıtma sezonu boyunca jeotermal enerji yerine geleneksel fosil yakıtların yakılmasıyla oluşan PM ve SO 2 emisyon değerleri. Yakıtın Yakıtın toplam Bina sayısı Yakıt tipi miktarı miktarı kg PM /yıl kg SO 2 /yıl a b a x b c c Kömür 2768 (%60) 4596 kg 12721728 kg/yıl 12721728x7,5x17,56/1000= 12721728x19,5x1,27/1000= 1675451,578 315053,594 Fuel-oil 1845 (%40) 1922 kg 3546090 kg/yıl 3546090x0.1/1000= 3546090x20,1x1,5/1000= 354,609 106914,614 Toplam 4613 (1) 1675806,187 421968,208 (1) Jeotermal enerji ile ısıtılan bina sayısı Tablo 2 den alınır. Burada sunulan bulgular Afyon şehir merkezinde bulunan mesken sayıları ve meskenlerde kullanılan yakıt türlerine göre atmosfere salınan SO 2 ve PM emisyon miktarlarını, bu miktarların hava kirliliğine etkilerini sayısal olarak gösterilmiştir. Merkezde bulunan nüfusun kişi başına düşen emisyonları ve jeotermal enerji yerine geleneksel fosil yakıtlar kullanılsaydı atmosferin ne kadar etkilendiğini açıklamaya çalışılmıştır. Ayrıca bu çalışmada; Afyon merkez için kış sezonlarında kullanılan yakıtlardan meydana gelen hava kirliliğinin önüne geçmek için jeotermal enerji ve doğalgazın ne kadar faydalı olduğu gösterilmiştir. 4. SONUÇ ve ÖNERĐLER Bu çalışmada, Afyon merkezinde mesken binalarda kullanılan yakıtlardan meydana gelen hava kirliliğinin boyutu gösterilmeye çalışıldı. Bunun için meskenlerde yıllık tüketilen yakıt miktarları belirlendi. Bu yakıt miktarlarının Afyon da ısıtma amaçlı yakılması sonucu atmosfere salınacak SO 2 ve PM emisyon miktarları hesaplandı. Afyon da jeotermal enerji ve doğalgaz ile ısıtılan sırasıyla mevcut 4613 ve 7617 adet mesken bulunmaktadır. Bu sayıda meskende yakıtların yakılması durumunda açığa çıkacak yaklaşık SO 2 ve PM emisyon oranları jeotermal için 1,7 bin ton SO 2 ve 421 ton PM ve doğalgaz için ise 0,2 ton SO 2 ve 3,8 ton PM dir. Afyon örneğinden elde edilen bu sonuçlar, jeotermal ısıtma ile binlerce ton SO 2 ve PM emisyonunun önlendiği görülmektedir. Doğalgaz kullanımı da bu yüksek emisyon değerlerini aşağılara çektiği anlaşılmaktadır. Ayrıca, Afyon merkez için kişi başına düşen SO 2 ve PM emisyon miktarları Türkiye emisyon ortalamalarının altın da kalmaktadır. Bu çalışmanın sonucunda Afyon şehri için jeotermal enerji ve doğalgaz kullanımı tavsiye ve teşvik edilmelidir. Sonuç olarak, jeotermal ve doğalgaz ısıtmalı yerlerde mevcut hava kirliliği ölçüm yönetmeliklerine uygun ölçümler yapılmadığından böyle hesaplamalar yapılarak kirliliğin boyutu gösterilmeye çalışılmıştır. Afyon da hava kirliliğinin boyutlarını belirlemek için başka bir çalışma olarak Đl Sağlık Müdürlüğü ve Đl Çevre ve Orman Müdürlüğü nün periyodik olarak yaptığı ölçümler kullanılarak değerlendirilebilir. Afyon da kömür yakıtını kullanan mesken sayısı halen yüksektir ve bunun nedeni kömür maliyetinin 28

Keçebaş A., Gedik E., Kayfeci M. Teknolojik Araştırmalar: MTED 2010 (7) 23-30 düşük olması olabilir. Bu çalışmanın ötesinde kömür ve diğer yakıtların ekonomik değerlendirmesi başka bir çalışmada yapılabilir. 5. TEŞEKKÜRLER Yazarlar kullanılan verilerin temin edildiği Afyonkarahisar Belediyesi, AFJET A.Ş. ve AFYONGAZ A.Ş. çalışanlarının göstermiş oldukları ilgi ve destekten dolayı teşekkür ederler. 6. KAYNAKLAR 1. Keçebaş, A., 2005, Üstten ve Alt Yandan Beslemeli Kömür Sobalarının Hava Kirliliğine Etkilerinin Karşılaştırılması, Yüksek Lisans Tezi, Zonguldak Karaelmas Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Zonguldak. 2. Taşkın, H. 2007, Çevre Kirliliği Çeşitleri ve Etkileri, 16. Ulusal Isı Bilimi ve Tekniği Kongresi, Kayseri. 3. Varınca, K., Gönüllü, M., 2008, Yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımının çevresel olumlu etkileri, 7. Ulusal Temiz Enerji Sempozyumu, Đstanbul. 4. TC Başbakanlık Türkiye Đstatistik Kurumu (TÜĐK), 2010, Haber Bülteni Hava kalitesi 2009-2010 Kış Sezonu, Sayı: 94. 5. Kaygusuz, K., Sarı, A., 2003, Renewable Energy Potential and Utilization in Turkey, Energy Conversion and Management, 44, 459-478. 6. Keçebaş, A., Kayfeci, M., 2009, Automatic Control of Stoker Fired Boilers, 5. International Advanced Technologies Symposium, Karabük, Turkey. 7. Nowak, W., Stachel, A., Gozdur, A., 2010, Utilizing Geothermic and Geothermal Energy for Heat and Power, Polish Journal of Environmental Studies, 19, 3, 515-522. 8. Demirel, Z., 1999, Jeotermal Enerji ve Çevresel Etkileri, 3. Ulusal Çevre Mühendisliği Kongresi, Đzmir. 9. Mao, X., Guo, X., Chang, Y., Peng, Y., 2005, Improving Air Quality in Large Cities by Substituting Natural Gas for Coal in China: Changing Idea and Incentive Policy Implications, Energy Policy, 33, 307-318. 10. Lazzarin, R., Noro, M., 2006, Local or District Heating by Natural Gas: Which is Better from Energetic, Environmental and Economic Point of Views?, Applied Thermal Engineering, 26, 244-250. 11. Güntürkün, R., Şahin H., 2008, Bina Isıtılmasında Jeotermal Enerji ile Soma Linyit Kömürü ve Fuel-oilin Ekonomik Yönden Karşılaştırılması, e-journal of New World Sciences Academy, 3, 2. 12. Eren, Z., Turan, T., 2007, Doğalgaza Geçiş ile Birlikte Erzurum Đlinde Fosil Yakıtlardan Kaynaklanan Hava Kirliliğindeki Değişim, 7. Ulusal Çevre Mühendisliği Kongresi, Yaşam Çevre Teknoloji, Đzmir. 13. Özbaş, E., Keçebaş, A., Gedik, E., 2010, The Effects of Various Stoker Mechanism Used in Coal Stoves on the Air Pollution, 11. International Combustion Symposium, Sarajevo, Bosnia and Herzegovina. 29

Teknolojik Araştırmalar: MTED 2010 (7) 23-30 Fosil Yakıtların Kullanımından Kaynaklanan Hava Kirliliği 14. Environmental Protection Agency (EPA), 2010, Compilation of Air Pollution Emission Factors, 5. Edition, US Environmental Protection Agency, Triangle Park, NC, AP-42, http://www.epa.gov/ttnchie1/ap42/. 15. Afyon Jeotermal Tesisleri (AFJET A.Ş.), 2010, Kişisel görüşme, Afyon. 16. Afyon Doğal Gaz Dağıtım (AFYONGAZ A.Ş.), 2010, Kişisel görüşme, Afyon. 17. Afyonkarahisar Belediyesi, Đmar ve Şehircilik Müdürlüğü, 2010, Kişisel görüşme, Afyon. 18. McQuiston, F.C., Parker, J.D., 1994, Heating, Ventilating, and Air Conditioning: Analysis and Design, 4. Edition, John Wiley, New York. 19. TS 2164, 1983, Isıtma Sistemi Tasarım Hesapları, Türk Standardları Enstitüsü, Ankara. 20. Elbir, T., Müezzinoğlu, A., Bayram, A., 2000, Evaluation of Some Air Pollution Indicators in Turkey, Environment International, 26, (1-2), 5-10. 21. Atımtay, A.T., Güllü, E., Yetiş, U., 1995, Ankara Hava Kirliliği Envanter Çalışması, Yanma ve Hava Kirliliği Kontrolü, 3. Ulusal Sempozyumu, Ankara. 22. Turalıoğlu, F.S., 2005, An Assessment on Variation of Sulphur Dioxide and Particulate Matter in Erzurum (Turkey), Environmental Monitoring and Assessment, 104, 119-130. 30