19 Eylül 2014 T.C. KUZEYDOĞU ANADOLU KALKINMA AJANSI BİYOGAZ TEKNİK GEZİ RAPORU 12-15 Ağustos 2014 Bedrettin UZUN Erzurum Yatırım Destek Ofisi TRA1 2014 Her hakkı saklıdır. 0
İçindekiler 1. Giriş... 1 2. Biyogaz... 1 3. Çiftlikler ve Biyogaz Tesisleri... 1 3.1. ITC A.Ş. Mamak Geri Dönüşüm Tesisi... 1 3.2. TİGEM Koçaş Tarım İşletmesi... 2 3.3. SÜTAŞ ENFAŞ Aksaray OSB Biyogaz Tesisi... 3 3.4. Ekim Grup Biyogaz Tesisi... 5 3.5. TİGEM Gözlü Tarım İşletmesi... 6 3.6. Ege Üniversitesi Güneş Enerjisi Enstitüsü (GEE)... 8 3.7. TİGEM Mahmudiye Tarım İşletmesi... 12 4. Solucan Gübresi Tesisleri... 12 4.1. Akmesolidem... 13 4.2. Ekosol... 14 5. Değerlendirme... 15 1
19 Eylül 2014 1. Giriş Erzurum ilimiz Narman Kaymakamlığının KUDAKA tarafından desteklenen Yenilenebilir Enerji ile Sağlıklı ve Ekonomik Yaşam isimli ve TRA1/14/DFD/0024 referans numaralı projesi kapsamında yapılan teknik geziye KUDAKA dan bir uzman da katılım sağlamıştır. Teknik gezi kapsamında çöpten ve hayvan atıklarından biyogaz ve/ve ya elektrik üreten tesisler ve bu tesislere hayvan atığı sağlayan çiftlikler yerinde görülmüş ve incelenmiştir. Bu tesislerin bir kısmı çalışır vaziyette bir kısmı gezi esnasında inşaat halindeydi. Narman İlçe Kaymakamlığı tarafından hazırlanan proje kapsamındaki teknik geziye Narman İlçe Kaymakamı Murat EREN, Narman İlçe Tarım Müdürü Salim PEHLUVAN, Narman İlçe Tarım Müdürlüğü Mühendisi Ahmet Sait ÖZÇELİK ve KUDAKA Erzurum Yatırım Destek Ofisi Uzmanı Bedrettin UZUN Katılım sağlamıştır. 2. Biyogaz Biyogaz fosil olmayan organik maddelerin fermantasyonu sonucu ortaya çıkan metan ağırlıklı bir gazdır. 1 m 3 biyogaz yaklaşık olarak yarım m 3 doğalgaza eşdeğer ısıl enerjiye sahiptir. Hayvan atıklarından biyogaz eldesi için sıcak atığın belli bir süre belli bir sıcaklıkta tutularak bakteriler yardımıyla fermente olması beklenir. Bu fermantasyon işlemi sırasında biyogaz açığa çıkar. Fermantasyon işlemini tamamlayan atığın hem sıvısı hem katısı yanmış organik gübre olarak değerlendirilir. Biyogaz, doğalgaz gibi ısıtma ihtiyacında kullanılabilmesinin yanı sıra bir jeneratörü ya da kojenerasyon cihazını besleyerek elektrik üretiminde de kullanılabilir. Kojenerasyon cihazı hem ısı hem elektrik üreten bir cihazdır. Bu tesislerle ilgili daha fazla detay gezilen çiftlikler kısmında yer almaktadır. 3. Çiftlikler ve Biyogaz Tesisleri 3.1. ITC A.Ş. Mamak Geri Dönüşüm Tesisi İsveç ITC firmasının Türk ortaklarıyla Ankara Mamak ta kurup işletmekte olduğu tesisin kurulu gücü 24,5 MW elektriktir. Tesis kentin atıklarını toplayıp anaerobik fermentansyon yoluyla atıklardan gaz üretip bu gazı da elektrik üretiminde kullanmaktadır. Firma Ankara nın günlük atıklarını toplamanın yanı sıra onlarca yıldır Mamak çöplüğü olarak bilinen sahanın rehabilitasyon işlemlerini de yürütmektedir. Eski çöp yığınlarının içine döşenen hatlarla çöplüğün hala üretmekte olduğu gaz toplanarak enerji olarak değerlendirilmektedir. Çöplükten çıkan bu gaz bertaraf edilmezse patlamalarla ve çevre kirliliğiyle sonuçlanabilmektedir. 1
Tesiste toplanan atıklar ayrıştırılarak geri dönüşüme uygun olanlar geri dönüşüme gönderilmektedir. Anaerobik fermantasyona uygun olan organik atıklar ise fermantasyon işlemine tabi tutularak biyogaz üretimine katkıda bulunmaktadırlar. Geri dönüşüm yapılamayan ve biyogaz üretimine tabi tutulamayan atıklar ise yakılarak bertaraf edilmektedirler. Tesis gazın yakılması sonucu oluşan karbondioksitin kısmen bertarafını sağlamak için tesis kampüsünde seralar kullanarak değişik meyve, sebze ve çiçek türleri yetiştiriyorlar. Bu mahsulleri de isteyene satmaktadırlar. ITC Mamak Tesisi 49 yıllığına Mamak çöplüğünün atık yönetimini ve rehabilitasyonunu üstlenmiştir. ITC nin Türkiye de bunun gibi 5 tesisi daha bulunmaktadır. Ancak en yüksek kapasiteli tesisi Mamak takidir. Tesisin elektrik üretim kapasitesinin 24,5 MW kadar yüksek olmasının nedeni ise eski çöplüğün de tesiste girdi olarak kullanılabilmesidir. Firma sahanın ve atıkların uzun süreli olarak kendilerine tahsis edilmesi durumunda Erzurum için de ücret talep etmeden böyle bir tesisi kurup işletebileceklerini beyan ettiler. 3.2. TİGEM Koçaş Tarım İşletmesi TİGEM, bünyesindeki işletmelerde biyogaz tesisleri kurmaya başlamıştır. Bu tesisleri de geziye dahil edebilmek amacıyla TİGEM le irtibata geçilmiştir. TİGEM den ismi alınan biyogaz tesisi kurulmakta olan işletmelerin yanı sıra yol üzerinde olması ve örnek bir hayvancılık işletmesi olması hasebiyle Koçaş Tarım İşletmesinin de görülmesi TİGEM tarafından tavsiye edilmiştir. Aksaray kuzeyinde bulunan TİGEM Koçaş Tarım İşletmesi yaklaşık 25 bin dönümlük araziyle yüzölçümü olarak TİGEM in en küçük işletmelerinden biridir. İşletmede biyogaz tesisi olmamasına rağmen modern hayvancılık açısından örnek bir işletmedir. İşletmede yaklaşık 4 bin sağmal büyükbaş hayvan bulunmaktadır. Bu hayvanların 2
yemlerini işletme kendi yetiştirmekte ve dışardan yem alma ihtiyacı duymamaktadır. Hijyen açısından da oldukça titiz olan işletme, bu hijyeni de modern tekniklerle sağlamaktadır. Koçaş Tarım İşletmesinde en ilgi çekici olan kısım süt dağım ünitesi idi. Rotary (dönel) sistem dedikleri süt sağım ünitesine alışmış olan hayvanlar üniteye kendileri giriyor ve çıkıyor. Bu esnada ünite dönüşünü hiç durdurmuyor. Üniteye giren hayvanın memeleri bir personel tarafından temizleniyor. Bir diğeri tarafından süt sağım cihazı hayvana bağlanıyor. Sağımı tamamlayan cihaz memeyi kendisi otomatik olarak bırakıyor ve turunu tamamlayan hayvan üniteden kendisi iniyor. Ünite bir turunu on iki dakikada tamamlıyor. Bir hayvanın sağım süresi ise yaklaşık 7 dakika. Bu sistem TİGEM in yeni kurulan hayvancılık tesislerinde uygulamaya konulacak. 3.3. SÜTAŞ ENFAŞ Aksaray OSB Biyogaz Tesisi Aksaray OSB içinde bulunan Biyogaz elektrik üretim tesisi SÜTAŞ ın alt firması olan ENFAŞ a aittir. Tesisin kurulu gücü 2 MW olmakla birlikte tesisin kapasite artırım çalışmaları devam etmektedir. Bu çalışmalar sonucunda tesisin kapasitesinin 5 MW a ulaştırılması hedeflenmektedir. Tesis ilk tasarım çalışmaları sırasında bu kapasite arttırımına uygun olarak tasarlanmıştır ve kapasite arttırım çalışmaları devam ederken tesisin durdurulması gerekmeyecek şekilde tasarlanmıştır. Tesisin toplam maliyetinin yaklaşık 5 milyon $ olduğu yetkililer tarafından dile getirilmiştir. Tesise girdi olarak kullanılacak hayvan atığı SÜTAŞ ın anlaşmalı olduğu yakındaki çiftliklerden direk tesise döşenen altyapıyla gelmektedir. Çiftlikten tesise direk iletimi sağlayan böyle bir hattın yapılmasının nedeni atığın beklemeden tesise alınması ihtiyacından doğmuştur. Gezi esnasında tesise günlük 300-350 ton civarında hayvan atığı eklenmektedir. Ancak bu kadar atık tesisi tam kapasite çalıştırmaya yetmemektedir. Tesisi daha yüksek kapasite çalıştırabilmek için çevrede ki tesislerden hayvan atığı toplanıp getirmektedirler. Atıkların toplanacağı mesafenin ise 20 km ye kadar ekonomik olduğu firma çalışanları tarafından ifade edilmiştir. Çiftliklerden direk gelen hayvan atıkları akışkan kıvamda işleme alınmaktadır. Yeterince akışkan olmaması durumunda ise sulandırılması gerekmektedir. Tesise girecek atığın katılık oranına en fazla %12ye kadar müsaade edilmektedir. Daha katı olması durumunda 3
tesiste kullanılan pompalar arıza verecektir. Yeterince akışkan olmaması durumunda ise sulandırılması gerekmektedir. Bu tesiste çiftlikten direk gelen atığın sıvılık oranı yeterlidir. Tesiste toplanan atık önce bir bekleme tankına alınıp orda iyice karıştırılıp katının sıvı içerisine karışması sağlanmaktadır. Gerekli olması halinde bu çukura su eklenmektedir. Atık buradan fermantasyon tankına borular ve pompa yardımıyla aktarılmaktadır. Fermantasyon tankında bakterilerin fermantasyonu gerçekleştirebilmesi için ortam sıcaklığının 37 ila 40 santigrat derece arasında tutulması gerekmektedir. Bu tesiste uygulanan sıcaklık 40 derece santigrattır. Bu ısıtma işlemi fermantasyon tankının iç yüzeyinden geçirilen sıcak su borularıyla gerçekleştirilmektedir. Yaklaşık 40 tane borunun tankın iç yüzeyine döşenmesi ve bu boruların içerisinden sıcak su geçirilmesiyle tank ısıtılmaktadır. Isıtma maliyetini düşürmek ve tankı sıcak tutmak için tankın yüzeyi yalıtım malzemesiyle kaplanmıştır. Tankın yan yüzeyleri yaklaşık 40 cm betondan yapılmıştır. Tankın içinde fermantasyon işlemi gerçekleşirken gaz üretilmektedir. Bu gazın basıncını dengelemek amacıyla tankın üst kısmı esnek bir zardan yapılmıştır. Isı yalıtımı da sağlamak amacıyla çift kat zar kullanılmış bu iki zarın arasına da hava basılmıştır. Hem üretilen gazın harcanamaması durumunda hem de zarlar arasına basılan havanın basıncının artması durumunda gerekli basınç tahliye sistemleri bulunmaktadır. Gazın tanktan direk tahliyesi söz konusu olduğunda çevre zararını azaltmak amacıyla gaz yakılarak çevreye atılmaktadır. Fermantasyon tankı aynı zamanda gaz deposu gibi de kullanılmaktadır. Elektrik üretmek için ise tanktaki gaz kompresörler yardımıyla kojenerasyon sistemine gönderilmektedir. Tesiste iki adet 1 MW gücünde Kojenerasyon cihazı bulunmaktadır. Kojenerasyon ünitelerinin ürettiği elektrik uygun gerilimden şebekeye verilirken ürettiği ısının bir kısmı fermantasyon tankının ısıtılmasında kullanılmakta ve bir kısmı ise sıcak su olarak satılarak tesise ek gelir sağlamaktadır. Fermantasyon tankında gaz üretimini tamamlamış atıklar buradan alınıp bir dekantör yardımıyla katı ve sıvı olarak ayrılmaktadır. Katı kısım organik gübre olarak satılmaktadır. Sıvı kısım da organik gübre olarak kullanılabilir. İsteyen olması durumunda sıvı gübre alıcılara satılmaktadır. Gübre satışında nakliyeyi genellikle alıcıya bırakmaktadırlar. Alıcı olmadığı durumda ise tesisin hemen yan tarafında bulunan ve gene SÜTAŞ a ait olan atık su arıtma tesisine gönderilmektedir. Bu arıtma tesisine aynı zamanda kojenerasyon cihazında üretilen ısının bir kısmı satılarak ek gelir sağlanmaktadır. 4
Tesiste yaklaşık 15 kişi çalışmaktadır. Sayının bu kadar fazla olmasının neden vardiyalı sistemle çalışılmasıdır. Anlık olarak 3-4 kişi tesisi çalışması için yeterlidir. Tesis yılda 8000 saat çalışma kapasitesine sahiptir. Tesisin ilk planlamada 3,2 yıl içinde kendini amorti edeceği hesaplanmışken bazı nedenlerden dolayı tesisin bir süre ve tam kapasite çalışamamasından dolayı bu süre uzamıştır. Ancak yine de 4,2 yılın yeterli olacağı tahmin edilmektedir. 3.4. Ekim Grup Biyogaz Tesisi Konya nın Ereğli ilçesinde Zengen Kasabasında bulunan Ekim Grup a ait tesis 1,2 MW elektrik üretim gücüne sahiptir. Tesisin yaklaşık maliyeti 6 milyon TL olarak belirtilmiştir. Tesiste 1,2 MW kapasitede tek bir kojenerasyon cihazı vardır. Ancak cihaz arızalı olduğu için birkaç aydır tesis çalışmamaktadır. Tesisin ilk kuruluşunu yapan firma tesisi beslemek amacıyla tesisin hemen yan tarafına bir hayvan çiftliği kurmuştur. Ancak firma iflası sonucu tüm hayvanları satarak çiftliği kapatmış ve biyogaz tesisini ise satmıştır. Bu tesisi Ekim Grup satın almıştır. Satın alındıktan bir süre sonra arıza veren tesisin tadilat ve bakım çalışmalarıyla ilgilenen firma, tesisin karlılık oranını test edecek ve uygun olması durumundan tesisin kapasitesini arttırıcı yatırımlarda bulunacak, hatta duruma göre yan taraftaki çiftliği faal duruma getirmeyi düşünmektedirler. Tesis arıza verene kadar hayvan atığı ihtiyacı çevre köylerden kamyonla toplanarak karşılanmıştır. 60 km uzaklığa kadar gidilmiştir. Fakat bunun maliyetinin uygun olup olmadığına, tesis henüz düzgün çalışamadığı için, karar verilememiştir. Tesise giren atığın kesinlikle toprak gibi yabancı maddeler içermemesi gerekmektedir. Tesisi besleyen atığın içinde toprak bulunması halinde bu toprak tesisi oluşturan kanallarda ve kojenerasyon cihazının içinde tıkanma yaparak tesise zarar vermektedir. Bunu engellemek için gelen atığın bir çukurda bekletilerek içindeki toprak ve kum çöktükten sonra üst taraftan diğer çukura topraksız atığın aktarılmasını sağlayan bir yöntem izlenmiştir. 5
Tesis ilk önce 500 kw lık tasarlanmış ancak 500 kw lık kojenerasyon cihazı ile 1,2 MW lık kojenerasyon cihazı arasındaki fiyat farkı düşük olduğundan tesisin kapasitesini arttırmaya yönelik olarak 1,2 MW lık kojenerasyon cihazı alınmasına karar vermiştir. Ancak İspanyol marka olan kojenerasyon cihazı arıza vermiştir. Biyogaz beslemeli kojenerasyon cihazların da Alman markaları ve bunların muadili Çin markaları ön plana çıkmaktadır. Tesis genel hatlarıyla SÜTAŞ ınki gibi Alman tarzı bir biyogaz tesisine benzemektedir. Ancak bu tesisin yapımında dışardan hizmet alımı yapılmamış ve bir miktar deneme yanılma yöntemi izlenmiştir. Örneğin önce fermantasyon tankını ısıtmak için ayrıca bir ısıtma kazanı yapılmış ancak kojenerasyon cihazının ürettiği ısının yeterli oluğu görüldüğünde bu kazan iptal edilmiştir. Bir diğer örnek ise fermantasyon tankını karıştırmak için öncelikle sirkülasyon pompalarının kullanılıp daha sonra bunların yetersiz kalması nedeniyle pompa ve boruların sökülerek saplama tarzı karıştırıcıların kullanılmasına karar verilmiştir. Ön bekletme kabı, tesise girecek atığın katılık oranının %10 olması, fermantasyon tankının sıcaklığı, tankı ısıtma yöntemi, çıkan atığın katı sıvı ayrılması ve gübre olarak değerlendirilmesi gibi kısımlar diğer tesislerle aynı özellikleri göstermektedir. Bir fark ise fermantasyona ilk başlanacağı sırada daha hızlı fermantasyon gerçekleşmesini sağlamak amacıyla bakteri sayısını arttırmak için patatesle bakterilerin beslenmesidir. Tesis şu an 24 saat çalışmadığı için birkaç kişilik çalışma ekibi yeterli olmaktadır. 3.5. TİGEM Gözlü Tarım İşletmesi Konya Sarayönü nde bulunan TİGEM gözlü tesisinin yaklaşık 300 bin dönüm arazisi bulunuyor. Tarım alanında gelişmiş olan işletme gerek tarımsal araçları gerekse tarım uygulama yöntemleriyle öne çıkıyor. Tesiste hem tarım hem küçükbaş hayvancılık hem de at 6
yetiştiriciliği yapılmaktadır. Tesiste yeni kurulmakta olan bir büyükbaş ahırı da bulunmaktadır. Bu ahırda da TİGEM in diğer işletmeleri gibi ileri teknik ve cihazlar kullanılmaktadır. Örneğin süt sağım ünitesi olarak TİGEM Koçaş Tarım İşletmesindeki gibi rotary sistem süt sağım ünitesi kullanılmıştır. Gözlü işletmesinde kurulan hayvancılık tesisinde tesisin yanına bir de biyogaz tesisi kurulmaktadır. Bu tesisin kapasitesi 250 kw tır. Yetkililerden edindiğimiz bilgiye göre de yaklaşık maliyeti 2 milyon TL dir. Maliyetin yaklaşık olarak öğrenilmesinin nedeni biyogaz tesisinin maliyetinin hayvancılık tesisiyle beraber hesaplanmış olmasıdır. Biyogaz tesisinin henüz faaliyete geçmemiş olmasının avantajıyla tesis elemanlarını daha rahat inceleme imkanı elde edildi. Böylelikle henüz hayvan gübresi ile tamamen doldurulmamış ön karıştırma tankının içindeki karşıtırıcı sistemler incelenebildi. Sıyırıcılardan toplanan hayvan atığı kanallar yardımıyla direk ön bekletme tankına geliyor. Henüz hayvan sayısı tam kapasitede çalışmayan tesiste şimdilik gübrenin tamamı burada bekletilmektedir. Acil durumlar için ise gübrenin buradan toprağa verileceği kanal sistemi de kurulmuştur. Biyogaz tesisi çalışacağı zaman gübre bu 7
bekleme kabından ön karıştırıcıya gidecek oradan fermentasyon tankına oradan da atık tankına geçecek. Fermente olmuş atığın sıvı kısmı sızdırmazlığı yapılmış bir havuz içinde bekletilecek ve oradan da alınıp gübre olarak kullanılabilecektir. Bu bekletilecek gübre biyogaz tesisinde işlendiği için kokuya neden olmayacaktır. Bu sıvı gübre bekletme kısmı SÜTAŞ ın biyogaz tesisinde bulunmamaktadır. Çünkü sıvı çıktıyı atık su arıtma tesisine gönderme imkanları bulunuyor. 3.6. Ege Üniversitesi Güneş Enerjisi Enstitüsü (GEE) İzmir Ege Üniversitesi Güneş Enerjisi Enstitüsünün biyogaz ile ilgili yürüttüğü çalışmalar yerinde incelenmiştir. Ege Üniversitesi Biyogaz üzerine çalışacak bir Enstitü kurma planı yapacak kadar biyogazla ilgili çalışmalarda bulunmaktadır. GEE de biyogazın kalorifik ve kimyasal özelliklerini ölçmede kullanan bir takım cihazları ve deney setleri yerinde gözlemlendi. Biyogazın içerdiği bazı bileşiklerle doğalgazdan farklı olması nedeniyle, doğalgazı yakıt olarak kullanan elektrik ve ısı üretim cihazlarının biyogaza uygun olmadığı ölçümler sonucu ortaya çıkmıştır. GEE çalışanları dizel ve benzinli jeneratörlerde gerekli modifikasyonları yaparak bu jeneratörlerin biyogaz tüketimine uygun hale gelmesi için çalışmalar yapmış ve yeterli sonuçlar da almışlardır. Jeneratörlerin yanı sıra kombiler için de benzer çalışmalarda bulunmuşlar ve bir markanın kombisini biyogaz tüketimine uygun hale getirmeyi başarmışlardır. 8
Biyogaz tüketimine uygun olan cihazların yerli üretimi olmaması nedeniyle bu cihazların ithal edilmesi gerekmektedir. Bu nedenle zaten doğalgaz yakıtlı cihazlara göre pahalı olan biyogaz beslemeli cihazların daha da pahalıya mal olduğu öğrenildi. 250 kw lık bir biyogaz uyumlu kojenerasyon cihazının fiyatının yaklaşık olarak 900.000 TL ile 1.100.000 TL arasında olduğu, bu yüksek fiyatın ise biyogaz uyumunun sağlanabilmesinden kaynaklandığı söylendi. Hatta Ekim Grup un tesisindeki kojenerasyon ünitesinin arızasının da bundan kaynaklanabileceği yorumu yapıldı. Ekim Grup un tesisindeki kojenerasyon cihazının fiyatının uygun olması nedeniyle biyogaz uyumlu olamama ihtimalinin yüksek olduğu ve arızanın da bundan kaynaklanmış olabileceği dile getirildi. Gazometre üst üste konumlandırılmış iki tankın birbirine bir kanal yardımıyla ilişkilendirilmesinden oluşmuştur. Gaz alttaki tankta depolanmaktadır. İki tank arasındaki bağlantı alttaki tankın altından üstteki tankın altına olacak şekildedir. Fermantasyon tankında üretilen gaz gazometrenin alt tankına gelmekte ve burada birikmektedir. Gaz yoğunluğu nedeniyle alttaki tankın üst kısmında toplanırken basıncı nedeniyle altta kalan suyu aşağıya doğru ittirmektedir. Aşağıya itilen suyun bir kısmı alttaki kanal yardımıyla üstteki tanka kadar çıkmaktadır. Böylece alttaki tankın bir kısmı boşalarak gaza ait olan hacim artmaktadır. Üstteki tanka çıkan su ise yükseklik farkı nedeniyle aşağıdaki gaza baskı GEE kampüsünde biyogaz üretimi faal olarak deneysel amaçlı miktarlarda yapılmaktadır. Bununla ilgili kendi biyogaz üretim sistemlerini yapmışlardır. Bu biyogazın depolanmasında ise patenti kendilerine ait olan ve gazometre olarak adlandırdıkları bir sistem kullanmaktadırlar. Gazometre denilen sistem, sabit hacimli bir sistemin içindeki gazın kapladığı hacmin sistemde kullanılan su sayesinde değişmesine ve yine bu suyun basıncı sayesinde depolanan gazın basınçlı kalmasına imkan sağlayan bir sistemdir. 9
yapmakta ve depolanan gazın belli bir basınçta depolanmasını sağlamaktadır. Bu sistem sayesinde gazometredeki gaz kullanılmak istendiğinde ayrı bir kompresöre ihtiyaç duyulmadan gazın gazometredeki kendi basıncı kullanılarak gazın kullanım alanına transferi sağlanabilmektedir. Biyogaz elektrik üretiminde kullanılmasındansa doğalgazın muadili olarak günlük ortam ısıtmasında, pişirme ocaklarında ve kullanım suyu ısıtmasında kullanılmasının başlangıç olarak daha uygun olduğu düşünülmektedir. GEE nin prototip olarak ürettiği ve ilk aşamada biyogazın gaz olarak kullanımına ilişkin bir biyogaz tesisler incelendi. Bu sistem 25 hayvanın güresiyle beslenen 50 m 3 depolama kapasitesine sahip bir sistem. Bu sistemin GEE ye maliyeti 120 bin TL olmuşken bu maliyetin araştırma aşamasında kurulan bir tesis olması nedeniyle yüksek kaldığı belirtilmiştir. Normalde böyle bir tesisin maliyeti 60-70 bin TL civarında olacaktır. GEE tarafından kurulan iki adet biyogaz tesisi şu anda faal olarak çalışmaktadır. Bunlardan biri Torbalı diğeri de Tire ilçesinde hayvancılıkla uğraşan köylülerin bahçesinde kurulmuştur. Bu tesisiler de yerinde incelenmiştir. Köylerde kurulan tesisler çiftlik sahipleri tarafından kolayca kullanılabilmektedir. Hayvan atıklarını çukura koyduktan sonra birebir oranında sulandırıp karıştırmaktadırlar daha sonra fermantasyon tankına yapacakları besleme kadar atığı fermantasyon tankından son bekleme tankına almaktadırlar. Tankın içi yeterince boşaldıktan sonra pompa yardımıyla gerekli beslemeyi yapıyorlar. Fermantasyon tankındaki atık 2 saatte bir on dakika kadar devir daim pompaları yardımıyla karıştırılmaktadır. Fermantasyon tankının karıştırma ihtiyacı böyle karşılanırken ısınma ihtiyacı ise diğer sistemler gibi tankın içerisinde dolaştırılan sıcak su borularıyla karşılanmaktadır. Boruların sıcak su ihtiyacı ise sıcak su boylerinden karşılanmaktadır. Boylerdeki su öncelikli olarak güneş kolektörlerinden gelen ısıyla, yetersiz kalması durumunda ise GEE tarafından dönüştürülmüş kombide üretilen ısıyla karşılanmaktadır. Bu kombinin yakıtı sistemde üretilen biyogazdır. Ayrıca bu kombini ürettiği ısıyla evin ısıtma ihtiyacı karşılanmaktadır. 25 büyükbaş hayvan gübresiyle beslenen sistem 130 m 2 olan çiftlik sahibinin evinin ısıtma ihtiyacını karşılamaya yetmektedir. Yaz aylarında ise fermantasyon tankı zaten yalıtımlı olduğu için tankın ısıtılmasına ihtiyaç duyulmamaktadır. Sistem kurulan otomasyon cihazı sayesinde kendi kendine çalışabilmekte, arıza 10
durumlarında cihaz üzerindeki ekrandan ve GEE merkezindeki birimden görülebilmektedir. Ayrıca sistemin rutin takibi ve ölçümleri de sistem üzerinden görülebilmektedir. Kullanımı kolay olan otomasyon ara yüzü çiftçiler tarafından kolayca anlaşılabilmekte ve kontrol edilebilmektedir. Sistemde üretilen biyogaz kombi yoluyla ev ısıtmasında kullanılmasının yanı sıra direk olarak ocakta da kullanılmaktadır. Gerek kombi gerekse ocak için gerekli olan gaz basıncı gazometre tarafından karşılanmaktadır ve kombi ve ocak alevlerinde tıkanma ve tekleme gibi durumlara yol açmamaktadır. Hem gazometre çıkışına hem de fermantasyon tankının çıkışına konulan sulu filtreler sayesinde gaz üretimi olduğunda ve ya gaz tüketimi olduğunda bu durum çıplak gözle takip edilebilmektedir. Bu sistemler için ileride dönüşümleri yapılmış jeneratörler kullanılarak elektrik üretiminin de yapılması düşünülmektedir. Yararlanıcılardan biri kullandığı bu sistemin çok gürültülü olduğu ve üreteceği gaz için verdiği rahatsızlık ve uğraşa değmediğini söylerken sistemden çıkan organik gübrenin buna değdiğini ifade etmiştir. GEE ile Yenilenebilir Enerji ile Sağlıklı ve Ekonomik Yaşam kapsamındaki fizibilite çalışmasını kendilerinin yapıp yapamayacağı ile ilgili görüşmeler gerçekleştirildi. Kişisel iletişim bilgileri paylaşılarak konu üzerinde daha detaylı çalışma yapılmasına karar verildi. Ayrıca bir köyün gaz ihtiyacının biyogazdan karşılanması için hem köy içinde yeterli ve gerekli iletim altyapısının yapılması hem de evlere dağıtılacak biyogazın üretilmesini kapsayan ve Türkiye deki diğer yerleşkelere örnek olabilecek bir proje hakkında fikir alışverişi yapıldı. GEE nin İzmir in bir köyünde böyle bir projelerin olduğu ancak ellerinde olmayan bürokratik ve teknik bir takım nedenlerden dolayı projeyi hayata geçiremedikleri öğrenildi. Böyle bir projenin Narman ilçesinin köylerinde uygulanabilirliği üzerine, internetten erişim sağlanan köylerin uydu görüntülerinden de faydalanılarak, bir takım istişareler gerçekleştirildi ve konu tekrar gündeme alınmak üzere ertelendi. 11
3.7. TİGEM Mahmudiye Tarım İşletmesi TİGEM in Mahmudiye Tarım İşletmesi nde inşaat halinde bulunan biyogaz tesisi yerinde incelendi. Kurulması planlanan tesis 225 kw kapasitede bir biyogaz beslemeli kojenerasyon tesisi. Bu tesis de TİGEM in Gözlü Tarım İşletmesindeki tesise benzer özelliklere sahip bir tesis. Tamamen inşaat halinde olması nedeniyle tankların iç kısımlarını incelenme fırsatı doğdu. 26 metre çapında, 4,8 metre yüksekliği olan ve duvardaki beton kalınlığı 40 santimetre olan fermantasyon tankının iç kısmına sıvı yalıtımı yapılmadığı ve yapılmayacağı inşaatın yüklenici firması tarafından öğrenildi. 4. Solucan Gübresi Tesisleri Solucan gübresi tesisleri GEE deki akademisyenlerin de danışmanlık yaptığı tesisiler olduğundan ve biyogaz tesisi çıktısının da bu alanda kullanılabileceğinden, akademisyenlerin tavsiyesi üzerine bu tesisler de gezi programına eklenmiştir. Bu tesislerde girdi olarak hayvan gübresi ve ya solucana zarara vermeyecek diğer organik atıklar kullanılır. Solucanlar bu girdileri yiyerek tamamını solucan gübresine çevirirler. Yapılan ölçümlerde solucan gübresinin diğer organik ve suni gübrelere göre çok daha verimli olduğu ortaya çıkmıştır. Bu nedenle ülkemizde de solucan gübresi kullanımının yaygınlaşacağı tahmin edilmektedir. Solucanlara yedirilecek gübrenin en az 6 ay beklemiş yani yanmış gübre olması gerekmektedir. Sıcak gübre kullanılması durumunda gübre solucanların ölümüne neden olacaktır. 6 ay bekletilmiş gübre yerine biyogaz tesisinde işlenmiş gübre de solucan yemi olarak kullanılabilir. Böylelikle biyogaz tesislerinde yan gelir sağlayan organik gübre, solucan gübresi olarak değerlendirilip satılarak, bu gübrenin katma değeri arttırılmış ve tesisin yan gelir artmış olur. Böylelikle tesisin kendini geri ödeme süresi de azalır. Kaliforniya daki araştırmalar sonucunda solucan gübresinin verimi ve kalitesi ortaya çıkartılmıştır. Daha sonda bu solucanları daha üretken yapmak amacıyla çok yiyen ve üreyen bir tür Hint solucanıyla Kaliforniya da ki solucanın melezlenmesinden Kırmızı Kaliforniya Solucanı elde edilmiştir. Solucanın bilimsel türü Eisenia Foetida olarak adlandırılmıştır. Günümüzde solucan gübresi üretiminde bu tür kullanılmaktadır. Solucanların bakımı için çok özel bir şart gerekmemektedir. Karanlık ve hafif nemli ortamda yaşamaktadırlar. Çok soğuklarda toplanıp birbirlerine sarılarak yaşamaya devam ederler ancak üretim durur. Aşırı sıcakta ise ölebilirler ancak o kadar sıcak iklim Türkiye de 12
bulunmamaktadır. Ancak 10-20 santigrat derece de üretimleri hızlanır. Yiyecekleri verildikten sonra nemli olması için haftada birkaç hafifçe kez sulanması yeterlidir. 4.1. Akmesolidem Burdur da faaliyet gösteren Akme şirketi solucan gübresi üretiminde üstü kapalı, altı beton olan ve çokça bir masrafı olmayan bir mekanda üretim işini gerçekleştiriyor. Öncelikle birkaç metre uzunluğunda büyükbaş gübresini betonun üzerine seriyor ve solucanı da oraya koyuyorlar. İşletmede ıslatma işlemi için belli aralıklarla delinmiş hortumlar gübre yığınlarının üzerinde konumlandırılıyor. Belli aralıklarla ıslattıkları gübreyi solucanlar yaklaşık bir hafta içerisinde tüketiyor. Gübrenin tamamını yiyen solucanlar yüzeye çıkmaya başlıyorlar. Solucanların yüzeye geldiği görülünce gübrenin üzerine 10 santimetre kadar daha büyükbaş gübresi ilave ediliyor. Bir yandan sulama işlemi devam ediyor. Yeni koyulan gübreyi yiyen solucanlar gübre bitince yine yüzeye çıkıyor. Gübre yığını belli bir yüksekliğe gelene kadar bu işleme devam ediliyor. En son solucan gübresi alınmadan önce son koyulan büyükbaş gübresi yığının yan tarafına koyuluyor. Son eklenen gübreyi yemek için solucanlar o tarafa gidiyorlar. Bu esnada diğer kısımda solucan kalmadığından oradaki solucan gübresi alınıp satışa sunuluyor. Elbette ürettikleri solucan gübresinin gübre değerlerini belirli aralıklarla test ederek kalitenin korunmasını da sağlıyorlar. Şirket köylüden kilogramını 4 kuruşa aldığı hayvan gübresini işleyerek solucan gübresi haline getirdiği gübreyi kilogramı 1 TL ila 1,75 TL arasında bir fiyattan satışa sunmaktadırlar. Bunun yanı sıra şirket isteyenlere solucanı tanesi 25 kuruştan satmaktadır. Solucan sattığı kişilerden ise isteyenlerden ürettikleri solucan gübresini satın alıyor. Bunun yanı sıra danışmanlık hizmeti veriyor ve gübrelerinin kalite kontrolü için gerekli testleri yaptırıyorlar. Bu şekilde farklı illerde pek çok tesisi olduğunu söyleyen firma yetkilileri toplamda 200 milyar solucana sahip olduklarını söylediler. Böyle bir tesisi işletmek isteyenler içinse başlangıç olarak 100 bin solucanın ideal olduğunu söylüyorlar. 13
4.2. Ekosol Ekosol firmasının Manisa da kurduğu tesis gerek tesis binası gerekse işletme sistematiği açısından daha profesyonel bir izlenime sahip. Türkiye de solucan gübresi üretiminin öncülerinden olan firmanın kuruluş hikayesi firma kurucusu Burçin KARABABA nın hayatına dayanıyor. Bu hikaye aynı zamanda solucan gübresinin Türkiye ye geliş öyküsüdür. Burçin Hanım çocuğunun organik olmayan besinlere alerjisi olması nedeniyle organik ürün yetiştiriciliğini araştırmış ve solucan gübresini öğrenmiş. Bu gübreyi Türkiye de üretme çalışmalarına başlamış ve başarmıştır. Zamanla büyümüş seri üretime geçmiş ve Manisa da ki yeni binalarına yerleşmişler. koyuyorlar. Hafif loş ışıkta bulunan kasalardaki gübreyi haftada birkaç kez ıslatarak nemli kalmasını sağlıyorlar. Hayvan gübresinin tamamını tüketen solucanlar yüzeyde görünmeye başlıyorlar. Sonra tekrar yaklaşık on santimetre kadar büyükbaş gübresi ekleniyor ve süreç böylece devam ediyor. Kasa dolmaya yakınken solucanların yemeyeceği ancak arasından geçebileceği fileler kasaların üzerlerine konuluyor ve büyükbaş gübresi filenin üzerine konuluyor. Solucanlar filenin üstünde kalan gübreyi yemek için fileyi geçip üstteki gübreye ulaştıktan sonra file üstündeki gübre solucanlarla birlikte alınarak başka boş bir kasaya aktarılmakta ve süreç yeniden başlamaktadır. Böylece dolu kasada sadece solucan gübresi kalmakta ve solucanlar gübreden ayrılmış olmaktadır. Alınan solucan gübresi kurutulup paketlenerek satışa sunulmaktadır. Ekosol tesisinde kullanılan solucan gübresi üretim tekniği genel olarak Akme ninkiyle aynı. Ancak Ekosol solucan gübresini üretirken direk yere sermek yerini kasalar kullanmayı tercih etmişler. Önce kasanın dibine yaklaşık on santimetre yüksekliğe kadar solucanlarla beraber büyükbaş gübresini 14
Solucan gübresi üzerinde değişik araştırmalar yapmaya devam eden firma sıvı solucan gübresi gibi alternatif ürünler çıkarmasının yanı sıra solucan gübresinin kullanıldığı farklı ürünler de piyasaya sürmüştür. Çocuklar için solucan gübresi ve torf karışımı kullanılarak hazırlanmış karışımı, küçük plastik şeffaf saksıları ve çeşitli sebze ve meyve tohumları içeren eğitim seti firmanın farklı ürünlerinden biri. Bir diğer ürünleri ise evde kullanılabilen ve evsel atıklardan solucan gübresi üretilmesine imkan verebilen küçük bir kutudur. Bu kutu sayesinde koku dahi olmadan evde solucan yetiştirerek solucan gübresi üretmek mümkündür. Bu kutu iç içe yerleştirilmiş birkaç tane kaptan oluşmaktadır. Bu kaplar altları solucanların geçebileceği kadar deliklere sahiptir. Böylece solucanın yediği ve çıkardığı gübre alttaki kapta kalırken solucan yeni besinleri yemek için üstteki kutuya geçer. Solucanlar en üstteki kaba geçtiğinde alttaki kaptaki solucan gübresi alınarak boş kap en üste yerleştirilmektedir. Evsel organik atıkların sıvı kısmı akarak aşağıdaki musluktan tahliye edilebilmektedir. Bu sıvı da organik gübre olarak kullanılabilmektedir. 5. Değerlendirme Yapılan teknik gezi de bir biyogaz tesisinin elemanları, inşaatı ve kurulumu, işleyişi, tesis çıktılarının (biyogaz, elektrik, ısı, katı ve sıvı organik gübre) değerlendirilme durumları, tesis girdisi olan hayvan gübresinin sağlanması ve bu hayvanların yetiştirildiği çiftlikler ile ilgili tesisler gezildi ve Erzurum a böyle bir tesisin kurulabilmesi açısından bir değerlendirme yapıldı. Erzurum da, TÜİK 2013 verilerine göre, 650 binin üzerindeki büyükbaş ile biyogaz tesisleri için girdi sıkıntısı yaşanmayacağı aşikardır. Erzurum da toplamda yaklaşık 16 MW kurulu güce sahip olacak biyogaz beslemeli kojenerasyon tesisleri kurulabilir. Bu tesislerin 15
üreteceği toplam elektrik ise yaklaşık, hane başına ortalama 4 kişinin barındığı, 45 bin hanenin yıllık elektrik ihtiyacını karşılayacak kapasite demektir. Aynı tesis ürettiği elektriğin yanı sıra ısı da üretmektedir. Bu ısının bir kısmının tesiste kullanıldığı düşünüldüğünde kalan ısı ile 5 binin üzerinden konutun ısıtma ihtiyacı karşılanabilir. Ancak bunun için sıcak su buharının evlere dağıtılacağı yalıtımlı bir altyapı tesisatının döşenmesi ihtiyacı bulunmaktadır. GEE nin köylüler için yaptığı tesisler sadece ısıtma üzerine idi ve 25 büyükbaş hayvanın gübresi bir evi ısıtmak için yetiyordu. Bölgemiz için bu sayı 35-40 mertebesinde olacaktır. Bu şekilde düşünüldüğünde ise Erzurum daki toplam büyükbaş hayvan potansiyeliyle yaklaşık 20 bin hanenin ısıtma ihtiyacı karşılanabilir. Bu ısının dağıtılması için tesisat kurulabileceği gibi, evlerde kullanılan kombilerin biyogaz dönüşümü yapılarak evlere biyogaz iletimi sağlayan bir altyapı tesisatı kullanılması da düşünülebilir. Kojenerasyon tesisi yerine sadece ısı ya da doğalgaz amaçlı üretim yapılması durumunda biyogaz tesislerinin maliyetinin yarısına yakınına tekabül eden kojenerasyon cihazı maliyeti de düşürülmüş olacaktır. Bu hayvan kapasitesinin Erzurum un tamamına dağınık halde bulunduğu da düşünüldüğünde beldelerde kurulacak toplu konutların yakınında kurulacak ve sadece oradaki toplu konuta hizmet edecek tesislerin kurulması, toplu altyapı ihtiyacını ve maliyetini düşürecektir. Sadece konutlarda kullanılacak tesisat yeterli olacaktır. Kurulacak biyogaz ile çalışan kojenerasyon tesislerinin trafo merkezlerine yakın bulunma ihtiyacı da bulunmaktadır. Ancak sadece biyogaz üretip dağıtımını sağlayan ve ya biyogazı ısıya dönüştürüp sıcak su dağıtımı yapan tesisler için böyle bir ihtiyaç yoktur. Ancak elbette tesisin elektrik ihtiyacını karşılamak için elektrik hattının bulunması gerekir. 16
TÜİK 2013 verilerine göre Erzurum daki biyogaz potansiyeli hem kojenerasyon tesisleri için hem de direk biyogaz kullanımı için ilçelere göre aşağıdaki tabloda verilmiştir. İlçe Adı Hayvan Sayısı Biyogaz beslemeli Kojenerasyon Tesisi Toplam Yıllık Elektrik Elektrik Üretilebilecek Enerjisi İle Güç Toplam Beslenecek Kapasitesi Elektrik Enerjisi Hane Sayısı kw kwh Isıtma İçin Sıcak Su İle Beslenecek Hane Sayısı Sıcak Su İle Ve Ya Biyogaz Dağıtımı İle Isıtması Beslenebilecek Hane Sayısı Aşkale 32.911 804 6.431.665 2.144 235 940 Çat 46.560 1.137 9.099.035 3.033 333 1.330 Hınıs 32.226 787 6.297.798 2.099 230 921 Horasan 73.221 1.789 14.309.287 4.770 523 2.092 Aziziye(Ilıca) 53.893 1.317 10.532.093 3.511 385 1.540 İspir 23.850 583 4.660.910 1.554 170 681 Karaçoban 26.374 644 5.154.165 1.718 188 754 Karayazı 44.093 1.077 8.616.919 2.872 315 1.260 Köprüköy 27.606 674 5.394.930 1.798 197 789 Narman 33.671 823 6.580.189 2.193 241 962 Oltu 24.571 600 4.801.812 1.601 176 702 Olur 13.977 341 2.731.469 910 100 399 Pasinler 46.981 1.148 9.181.309 3.060 336 1.342 Pazaryolu 5.343 131 1.044.161 348 38 153 Şenkaya 49.656 1.213 9.704.073 3.235 355 1.419 Tekman 42.897 1.048 8.383.189 2.794 306 1.226 Tortum 30.746 751 6.008.568 2.003 220 878 Uzundere 2.945 72 575.530 192 21 84 Palandöken 23.660 578 4.623.779 1.541 169 676 Yakutiye 35.502 867 6.938.014 2.313 254 1.014 Erzurum Toplam 670.683 16.384 131.068.896 43.690 4.791 19.162 *4 kişilik bir hanenin elektrik faturası aylık 80 TL olarak kabul edilmiştir. *Bir hanenin ısıtma ihtiyacı için yıllık doğalgaz faturası 1800 TL olarak kabul edilmiştir. *Tablodaki hesaplamalarda kullanılan dönüşüm değerleri Enerji Bakanlığı Yenilebilir Enerji Genel Müdürlüğünün web sitesinden ve mühendislik kitaplarından alınmıştır. 17