Biyogaz ve Biyogazın Avrupa da Kullanımı Bülent CİNDİL Alman Uluslararası İşbirliği Kurumu (GIZ) 2. Atık Yönetimi Sempozyumu Antalya, 25.04.2012 1
İçerik GIZ ve TABP Hakkında Biyogaz Genel Bilgiler Biyogazın Tarihçesi Kullanım Alanları Çevresel Faydalar AB de Biyogazdan Enerji Üretimi Almanya Örneği AB - Gelecek Projeksiyonları Türkiye nin Potansiyeli
GIZ hakkında Alman Uluslararası İşbirliği Kurumu (GIZ), Federal Alman Hükümeti ve diğer kamu ve özel sektör, ulusal ve uluslararası müşterileri adına çalışmaktadır. Gelişmekte olan ülkeler ve geçiş ülkelerindeki karmaşık reform ve değişim süreçleri desteklenmektedir. Tüm dünyada 130dan fazla ülkede faaliyet göstermekte, %60 i yerel toplamda 17.000 personel istihdam etmektedir.
TABP NİN ANA HEDEFİ Tarımsal atıkların (özellikle hayvan dışkısının) Türkiye'de iklimi koruyarak ve kaynak verimliliği esasında biyogaz teknolojisi yoluyla kullanımı ve değerlendirilmesinin Türkiye de örnek oluşturacak şekilde iyileştirilmiş olması, Ülke çapında iklim korunmasına katkıda bulunulması
Biyogaz Biyogaz organik maddelerin oksijensiz şartlarda (anaerobik fermantasyon) biyolojik parçalanması sonucu oluşan, ağırlıklı olarak metan ve karbondioksit içeren gazdır. Biyogaz eldesi temel olarak organik maddelerin ayrıştırılmasına dayandığı için temel madde olarak bitkisel atıklar ya da hayvan dışkıları kullanılabilmektedir. Kullanılan hayvan dışkılarının biyogaza dönüşüm sırasında fermente olmaları sonucu daha kullanışlı hale gelmeleri nedeniyle yaygın bir sistem olarak kullanılmaktadır. Organik Atıklar anaerobik fermantasyon Biyogaz CH 4 + CO 2
Biyogaz Kompozisyonu Miktar (%) Metan (CH 4 ) 50-75 Karbondioksit (CO 2 ) 25-45 Su buharı (H 2 O) 1-2 Azot (N 2 ) 0-2 Oksijen (O 2 ) 0-0,5 Hidrojen (H 2 ) 0-1 Amonyak (NH 3 ) 0-0,5 Hidrojen sülfür (H 2 S) 20-4000 ppm Isıl değer (kwh/nm 3 ) 6-6,5 Kaynak: EIA Bioenergy
Biyogaz (CH 4 ) Üreten - Üretilen Ortamlar Göller Okyanuslar Denizler Tundralar Bataklıklar Hidrotermal bacalar Pirinç tarlaları Bazı hayvanların sindirim sistemi (sığır, at, koyun vb..) Katı atık depo sahaları Atık su arıtma tesisleri (Çamur çürütücüler) CH 4
Biyogazın Tarihçesi 17. yüzyılda, Flaman kimyager Jan Baptista Van Helmont organik maddelerin çürümesiyle yanıcı bir gazın açığa çıktığını keşfetti. 1776 da, İtalyan fizikçi Alessandro Volta, çürüyen organik madde miktarı ile oluşan yanıcı gaz miktarı arasında doğrusal bir bağ olduğunu belirledi. John Dalton (1766-1844) ve öğrencisini bataklık gazı toplarken tasvir eden resim (Kaynak: Manchester City Art Galleries)
Biyogazın Tarihçesi 1808 de İngiliz kimyager Humphry Davy, inek dışkısının çürümesiyle oluşan gazda metan bulunduğunu tespit etti. 1859 da Hindistan da Bombay da ilk anaerobik çürütücü inşa edildi. Atık su arıtan bir septik tankta oluşan biyogazın toplanıp Exeter şehrindeki sokak lambalarında yakılmasıyla, anaerobik çürütme teknolojisi 1895 de İngiltere de ilk defa kullanılmış oldu. Kaynak: G J Coyne
Biyogazın Tarihçesi Mikrobiyolojideki gelişmeler, 1930 dan sonra anaerobik bakterilerin ve metan üretimini etkileyen koşulların tespitine yönelik çalışmaların artmasına sebep oldu. 1970 li yıllarda yaşanan petrol ve enerji krizi biyogaz teknolojilerine olan ilgiyi artırdı. 1970-80 arası yetersiz ve yanlış tasarlanan bir çok biyogaz tesisi sorunlar sebebiyle işletilemedi. Anaerobik çamur çürütücüler Kaynak: Prof. Dr. Barış ÇALLI, Marmara Üniversitesi
Mevcut Durum Çiftlik Tipi Biyogaz Tesisi + ANIMAL WASTES Avrupa da, hayvan atıkları ve enerji bitkilerinden biyogaz üreten binlerce çiftlik tipi, organik evsel ve endüstriyel atıklardan biyogaz üreten bir çok merkezi biyogaz tesisi bulunmakta ve başarıyla işletilmektedir. Kaynak: Prof. Dr. Barış ÇALLI, Marmara Üniversitesi
Mevcut Durum Merkezi biyogaz tesisleri Kaynak: http://cleangreenenergyzone.com
Biyogaz Uygun Atıklar Hayvansal atıklar Enerji bitkileri ve tarımsal artıklar Sebze-meyve işleme atıkları Endüstriyel atık(su)lar (süt, süt ürünleri, meyve suyu, şeker, bira, şarap, maya, vb.) Mezbaha atıkları Evsel organik katı atıklar Park-bahçe atıkları Atık kağıt Atık su arıtma çamurları Tarım ve tarıma dayalı endüstri Algler
Biyogazın Kullanım Alanları Elektrik üretimi Gaz türbini + jeneratör Kojenerasyon Yakıt pilleri Isı ve buhar üretimi Araç yakıtı Doğalgaz hattına besleme Kimyasal madde üretimi Kaynaklar: Elektro Hagl H. Berg&Partner GmbH
Biyogaz Üretimi Çevresel Faydalar Atıkların biyogaz üretiminde kullanımı ile: Kontrolsüz sera gazı salımı engellenir, Su kaynakları korunur, Koku problemi azaltılır, Patojenler ve yabani bitki tohumları yok edilir, Sinek/haşere üremesi önlenir. Kaynak: http://www.biyogaz.web.tr
Daha verimli biyogaz Ham biyogaz Yüksek teknoloji proses enerjisi Araç yakıtı Şebekeye besleme Elektrik ve yüksek ısı üretimi Sadece ısıtma Elektrik ve ısı üretimi
AB de Durum
2009/28 AB Direktifi Dışkı, çamur ve benzeri hayvansal ve organik tarımsal kökenli atıkların biyogaz üretiminde ve biyoyakıt olarak kullanımının, yüksek sera gazı emisyon azaltımı ve ısı ve güç üretiminde önemli çevresel avantajları vardır.* Merkezci olmayan bölgesel yatırım yapılarından dolayı biyogaz tesisleri kırsal kalkınmayı önemli oranda destekler ve çiftçiler için yeni gelir kaynakları oluşturur.* *: Directive 2009/28/ EC on the Promotion of the Use of Energy from Renewable Sources of the European Parliament and of the Council
2009 AB elektrik üretimi: 13,45 TWh
AB Hayvan Sayıları Kaynak: Faostat, 2003
2000-2008 arası AB 27 ülkelerinde yenilenebilir enerji iç tüketimi (Mtep) Kaynak: AEBIOM 2011 Yıllık İstatistik Raporu Açıklama: Mtoe = Mtep : Milyon ton eşdeğer petrol
2008 2009 Countries Landfill Gas Sewage sludge gas Other biogas Total Landfill Gas Sewage sludge gas Other biogas Total EU25 2891,1 952,8 4155,3 7999,3 3001,6 1003,7 4340,7 8346 Germany 291,7 384,7 3553,1 4229,5 265,5 386,7 3561,2 4213,4 United Kingdom 1416,9 208,6 0 1625,4 1474,4 249,5 0 1723,9 France 379,3 45,5 28,3 453,1 442,3 45,2 38,7 526,2 Italy 339,8 3 67,2 410 361,8 5 77,5 444,3 Netherlands 44,4 48,8 132,5 225,7 39,2 48,9 179,8 267,9 Spain 157 19,7 26,6 203,2 140,9 10 32,9 183,7 Austria 4,8 21,9 147,8 174,5 4,9 18,9 141,2 165,1 Czech Republic 29,4 33,7 27 90 29,2 33,7 67 129,9 Belgium 46,7 1,5 39,4 87,6 44,3 2,1 78,2 124,7 Sweden 32,9 56,3 13,3 102,4 34,5 60 14,7 109,2 Denmark 6,4 20,2 67,2 93,8 6,2 20 73,4 99,6 Poland 34,2 59,4 2,6 96,1 35,5 58 4,5 98 Greece 28,3 5,1 0,2 33,6 46,3 12,2 0,2 58,7 Finland 34,1 10,9 0 45 30,6 10,7 0 41,4 Ireland 25,9 8,1 1,4 35,4 23,6 8,1 4,1 35,8 Hungary 2,1 8 11,7 21,8 2,8 10,3 17,5 30,7 Portugal 0 0 23 23 0 0 23,8 23,8 Slovenia 8,2 3,1 2,7 14,1 8,3 3 11 22,4 Slovakia 0,2 9,5 0,6 10,3 0,8 14,8 0,7 16,3 Luxembourg 0 0 9,2 9,2 0 0 12,3 12,3 Latvia 6,6 2,2 0 8,8 7 2,7 0 9,7 Lithuania 0,4 1,7 0,9 3 1,3 2,1 1,2 4,7 Estonia 2 0,9 0 2,8 2 0,9 0 2,8 Romania 0 0 0,6 0,6 0,1 0,7 0,5 1,3 Cyprus 0 0 0,2 0,2 0 0 0,2 0,2 2008 ve 2009 yıllarında AB 27 ülkelerinde biyogazın birincil üretimi (ktep) Kaynak: AEBIOM
AB ülkelerinde kişi başı primer biyogaz enerji üretimi (tep/1000 kişi)
Bir bakışta Almanya'da biyogaz istatistikleri 2009 2010 2011 Tesis Sayısı 4.984 6.000 6.800 Kurulu Elektrik Kapasitesi (MW) 1.893 2.280 2.560 Sektörde çalışan sayısı 16.000 19.000 20.000 Biyogaz için ekilen alan (hektar) 650.000 750.000 810.000 Kaynak: Alman Biyogaz Derneği
Almanya biyokütleden elektrik üretimi 2010 58% 2010 yılı elektrik tüketiminin yakl. %5,5 i biyokütleden ve toplam kullanılan elektrik miktarının % 33 ü yenilenebilir enerjilerden gelmiştir. 31% Biomasse(heiz)kraftwerke Biyokütle termik santral Biogasanlagen Biyogaz tesisleri Pflanzenöl-BHKW Biyolikitler 11% Stromerzeugung Biyokütleden elektrik (real) aus üretimi Biomasse 2010: (gerçek) ca. 26,7 2010: TWh 15,6 el TWh el Kaynak: YE Yasasının biyokütleden elektrik üretimine etkisi izleme raporu, 2011
Biyogaz Parkı, Anklam, Almanya Kaynak: Envitec
Biyogaz Fiyatlandırması ( c/kwh) Kaynak: http://res-legal.de; 2007, SenterNovem
AB de Yenilenebilir Enerjinin Payı Kaynak: European Renewable Energy Council, http://www.erec.org
AB 27 ülkeleri için yenilenebilir enerjinin elektrik üretimindeki toplam katkısı (kurulu güç, brüt elektrik üretimi) tahmini Elektrik sektöründe yenilenebilir enerji toplamı Biyokütle Kaynak: AEBIOM 2011 Yıllık İstatistik Raporu
Türkiye nin biyogaz potansiyeli % minimum % maksimum (enerji bitkileri ve tahıl sapları dahil edilmeden) (enerji bitkileri ve tahıl sapları dahil) Toplam enerji tüketimi 3,2 6,3 Enerji tüketimi için yer değiştirilebilecek doğalgaz oranı 19,2 37,7 Toplam elektrik üretimi* 5,9 11,6 * Biyogaz kullanım tesislerindeki enerji verimi %40 kabul edilmiştir. Kaynak: DBFZ, Türkiye'de biyogaz yatırımları için geçerli koşulların ve potansiyelin değerlendirilmesi raporu, 2011
Ayrıntılı bilgi için http://www.biyogaz.web.tr
İlginiz için teşekkürler! Türk-Alman Biyogaz Projesi Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH And Sokak No: 8/11 06680 Çankaya/Ankara, TURKİYE Bakanlık Ofisi: T.C. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı Ek Hizmet Binası Ehlibeyt Mh. Ceyhun Atif Kansu Cd. 1271. Sk. No:13 K.3 06520 Balgat, Ankara, Turkiye T +90 312 466 70 56 T +90 312 586 35 75 T +49 6196 79830 007 E biogas-tr@giz.de I www.giz.de I www.biyogaz.web.tr 32