Çöplerimiz Sadece Çöp Olarak Kalmamalı: Çöpten Elektrik Üretimi
Dergi : 2021 11 / Sayı: 97
Yaygın olarak kullanılan 'çevreci' sistemlere ek olarak yeni trendler arasında yer alan katı atıklardan enerji eldesi, diğer sistemlere göre daha çevreci ve sürdürülebilirdir.
Yazar: Seda Erbakan - Edanur Fırat
Abstract
We need energy in every moment of our lives. In our country, fossil fuels generally meet our energy needs, but besides the damage they cause to the environment, they make our country dependent on foreign sources. Sustainable and renewable resources form the basis of sustainable energy. These sources are solar, wind, geothermal, wave energy. As a new approach to renewable energy, the transformation of solid waste into energy is on the agenda.
Keywords : sustainable, renewable energy, solid waste
Ülkelerin teknolojik gelişimini ve sosyoekonomik kalkınmalarını gösteren parametrelerden en önemlisi enerji tüketim seviyesidir. Hayatımızın her alanında enerjiye ihtiyaç duyuyoruz. Peki enerji kaynaklarını neler oluşturuyor? Tükettiğimiz enerji ne kadar doğa dostu ve sürdürülebilir?
Sürdürülebilir enerjinin temelini, sürekliliği olan ve yenilenebilir kaynaklar oluşturmaktadır. Bunlar; güneş, rüzgar, jeotermal ve dalga enerjisidir. Ülkemizde fosil yakıtlar genel olarak enerji ihtiyacımızı karşılamaktadır fakat çevreye verdiği zararın çok olmasının yanı sıra ülkemizi dışa bağımlı hale getirmektedir. Ülkemizde yenilenebilir enerji kaynakları olarak en sık karşımıza hidrolik, biyokütle ve jeotermal enerji çıkmaktadır. Rüzgar enerjisi kullanımı ise güneş enerjisi kullanımına göre gün geçtikçe artmaktadır.
Günümüzde güneş panelleri temiz ve ucuz enerji kaynağı olarak görülmektedir. Kömür ve doğal gazın aksine güneş enerjisi ile elektrik elde etmek ilk bakıldığında kirleticiliği olmayan bir işlemdir. Kömüre kıyasla güneş panelleri üretim süreci de dahil olmak üzere ortalama %99 daha az miktarda su ve karbondioksit üretmektedir. Fosil yakıtların kaynakları tükenebilir olmasının yanında madencilik işlemleri gerekmektedir fakat güneş tükenmeyen bir kaynak olmakla birlikte ücretsiz bir kaynaktır. Bu kadar temiz ve çevreci gözüken bu sistemdeki sorun panellerin ömrünün tükendiği zaman karşımıza gelmektedir. Ortalama 20-30 yıl arasında ömür biçilen güneş panelleri yapı malzemeleri dolayısıyla henüz geri dönüştürülememektedir ve çevreci yönünü burada sonlandırmaktadır. Dünyada, araştırmacılar tarafından geri dönüşümünü sağlamak amacıyla çalışmalar yapılıyor olsa da %100 geri dönüşüm sağlanamamıştır. Aynı konu rüzgar tribünleri için de geçerlidir. Yaklaşık olarak ömürleri 20 yıl civarıdır ve bu zaman dilimini çeşitli iklimsel ve mekansal faktörler belirlerken, panel/tribün çeşidi, temizliği, bakımı önemli kriterler arasında gelmektedir. Örneğin; Sahra Çölü iyileştirme amaçlı uygulanan güneş enerjisi panelleri ve rüzgar tribünleri ile bir çiftlik haline getirilmiş ve eğer paneller/tribünler geri dönüştürülemezse Sahra Çölü atık çiftliği haline dönüşecektir..
Şekil 1. Sahra Çölü
Bu sistemlere ek olarak yeni trendler arasında yer alan katı atıklardan enerji eldesi, diğer sistemlere göre daha çevreci ve sürdürülebilirdir. Her gün evlerimizden çıkan çeşitli katı atıklar, teknoloji ve şehirleşmeyle birlikte giderek artmakta ve çevresel açıdan değerlendirdiğimizde günümüzün en büyük sorunu olarak karşımıza çıkmaktadır. Türkiye’de nüfus artışının yanında fazla ve bilinçsiz tüketim etkisiyle katı atık miktarı yılda 32 milyon tona ulaşmıştır ve bunların yalnızca yaklaşık %20’lik kısmı geri dönüştürülebilmektedir. Geri dönüştürülemeyen katı atıklar çevre ve insan üzerine olumsuz etki etmektedir. Yaşamımızın farklı sosyal, ekonomik ve çevresel yönlerine ek olarak halk sağlığı ve mahallelerdeki görsel imaja büyük ölçüde zarar vermektedirler. Atık yönetimi doğru planlama ile sağlıklı, çevreci ve sürdürülebilir kentlerin temeli oluşturmak için ilk adımlardan biridir. Atıkların enerjiye dönüşümü özellikle sürdürülebilirlik açısından önemli bir konudur. Atıkların toplanması, taşınması ve depolanmasıyla birçok sorun oluşmakta ve incelendiğinde bu sorunların en önemlisinin depolama kısmında olduğu görülmektedir. Depolama alanlarında meydana gelen depo gazı, çevresel ve insan sağlığına zararlı olduğu için bu zararı minimum düzeye indirilmesi gerekmektedir.
Şekil 2. Çöp alanları
Sera gazlarından en önemlisi olan metan gazı, atmosferdeki CO2 dengesini bozan ve küresel ısınmaya sebep olan çevre için oldukça tehlikeli bir gazdır. Çöp gazlarını, CH4, CO2 ve N2 gazları oluşmaktadır. Çöp depolarının %50’den fazlasının ise metan gazı olduğu bilinmektedir. Karbondioksite oranla metan gazı 21 kat daha fazla sera etkisine sahiptir. Ancak bu gazın elektrik enerjisine dönüştürülerek ortadan kaldırılması mümkündür. Enerji üretimi için gerekli miktarın üzerinde olan gaz, yakma bacasında yakılarak bertaraf edilebilmektedir. Bu sayede atmosfere metan gazı bırakılması engellenmekte ve emisyon azaltılmaktadır.
Çevreci Çöp Olur Mu?
Bugün çöp/atık sorunu yönetilmesi gereken bir olgu olarak karşımıza çıkmaktadır. Çöplerin etkin yönetimiyle doğal kaynakların korunması, ekonomik kazanç ve enerji tasarrufu gibi sonuçlar elde edilebilmektedir. Geri dönüştürülmüş çöplerle, yeni cevherlerin oluşması ve ürünleri yeniden kullanmak için eldeki kıt kaynakların korunması mümkündür. Örneğin; 1 ton kâğıt geri dönüştürüldüğünde, kâğıt hamuru için 17 ağacın kesilmesine gerek kalmaz, saatte 4200 kilovatlık enerji ve 26.000 litrelik su tasarrufu sağlanır. Sıfırdan üretilecek 1 tane alüminyum teneke kutu için harcanan enerjiyle 20 tane alüminyum teneke kutunun geri dönüşümü sağlanabilir. 1 ton alüminyumun geri dönüşümüyle 14000 kilovatlık enerji ve 7,65 metreküplük doğal arazi kullanımı tasarrufu sağlıyor. 1 ton plastiğin geri dönüştürülmesiyle 5774 kilovatlık enerji, 3785-7570 litre arası yakıt tasarrufu sağlanıyor. 1 ton cam geri kazanımı ile yaklaşık 315 kg karbondioksit salınımı ve 18,925 litre petrol tasarrufu sağlanmaktadır.
Çöp depolama alanından elde edilen gazın enerji geri kazanımı için dört ana yol mevcuttur. Bunlar;
- Direkt ısıtma,
- Elektrik üretimi,
- Boru hattı kalitesinde gaz saflaştırma
- Kimyasal besleme stok yöntemidir.
Çöplerimizden elektrik üretimi ülkemizde de yaygınlaşmakta olan belli sistemlerle karşımıza çıkmaktadır. Bu sistemde atıklar toplandıktan sonra oluşturulan atık iskelesi üzerine serilip sıkıştırılmaya başlanmaktadır. Sıkıştırılan atıkların üzeri günlük örtü malzemesi kullanılarak kapatılmakta ve atık deposu haline getirilmektedir. Atıklar, oksijensiz ortamda çürütülür ve bunun sonucunda açığa çıkan metan gazının toplanmasını, tesise ulaşmasını sağlanmak için delikli borularla taşıyıcı hatlar yapılmaktadır. Metan gazının yanması ile ortaya çıkan mekanik enerji, alternatör aracılığıyla elektrik enerjisine dönüşmektedir.
Dünyada ve ülkemizde bu sistemle elektrik üreten çeşitli örnekler mevcuttur.
Dünyada yenilenebilir enerji kullanımının artmasıyla birlikte bir İskandinav ülkesi olan İsveç, çöplerin enerji dönüşümleriyle ilgili en büyük ilerlemeyi kaydeden ülkelerin başında geliyor. İsveç artık çöpleri ithal etmeye başladı. İsveç, iklim ve enerji kaynağı sorununa çözüm olarak çöpleri geri dönüştürürken aynı zamanda çöplerin çevreye verdiği kötü koku, görüntü kirliliği zararının yanında çöp sularının yer altı kaynaklarına vermiş olduğu zararı da yok etmiş oluyor. Isı ve elektriği çöplerden elde etmesinin yanında gıda ve organik atıklardan metan biyogazı elde edilip şehir otobüsleri, çöp toplama kamyonları ve taksiler gibi araçlarda işletiliyor. Yapılan araştırmalara göre yılda yaklaşık 467 bin ton CO2 salınımının engellendiği açıklanmıştır.
4 ton çöp = 1 ton petrol = 1,6 ton kömür = 5 ton odun yakımı
Bu çöpler sayesinde kış aylarında 10 milyon kişinin ısınması sağlanıyor.
Şekil 3. Çöpten enerji dönüşümü
Çöplerden enerji dönüşümü sağlayan santrallerin en büyüğü Klemetsrud/ Norveç’te yer almaktadır. Bu tesiste sadece Norveç değil başta İngiltere olmak üzere birçok ülkeden çöpler işleniyor. Geri dönüşüme uygun olan çöpler ayrıştırılarak kalan çöpler işlem görüp başkent Oslo’nun ısınma ve elektrik ihtiyacını karşılamaktadır.
4 TON ÇÖPTEN ELDE EDİLEN ENERJİ = 1 TON AKARYAKIT
Hindistan’daki nüfus artışı, çöp miktarı yanında enerji tüketim oranlarında da artışa neden olmuştur. Günlük 188.500 ton atık üreten Hindistan, çöplerinden enerji elde ederek hem kaynakların tükenmesinin önüne geçmeyi, hem de çöplerin meydana getirdiği çevresel sorunları çözmeyi ve atık yönetiminde sürdürülebilirliği sağlamaya çalışmaktadır.
Ülkemizde de atık yönetimi konusunda yoğun çalışmalar yapılmaktadır. Bitlis’te çöp sularının yer altı suyuna sızmaması için önlemler ve kuruer alınmış ve katı atık depolama tesisiyle günlük yaklaşık 110 ton çöp işlem görerek elektrik enerjisine dönüşmektedir. Bugün Bitlis’te 3 bin ev çöpten elde edilen enerjiyle aydınlanmaktadır. Ortalama 400-500 ton/gün atık çıkmakta olan Malatya’da da evsel katı atıkların yönetimine büyük önem verilmiş ve 2014 yılından beri katı atıklardan çıkan metan gazı kullanılarak 14 bin kişinin elektrik ihtiyacı karşılanmaktadır.
Dünyanın en büyük çöpten enerji üretim tesislerinden biri İstanbul’dadır. Seymen Çöp Gazı Enerji Üretim Tesisi ile yıllık 500 bin evin elektrik ihtiyacının karşılanması planlanmaktadır.
Şekil 4. Seymen Çöp Gazı Enerji Üretim Tesisi
Çöplerin sürdürülebilir yönetimi ile hem doğanın korunmasını hem de ekonomik açıdan büyük katkı sağlayacağı düşünülen proje ile dünyada en fazla çöp gazı üretilen tesis yapılması planlanmıştır. Depolama yapılan 130 ha alandan, toplam 90 megavat potansiyele ulaşılması hedeflenmektedir. İstanbul Avrupa yakasının tüm çöpü şu an bu tesise gelmekte ve günde yaklaşık 11-12 ton çöp toplanmaktadır. Tesis tam kapasite çalıştığında, yaklaşık 500 bin hane olan Çatalca, Silivri, Arnavutköy, Beylikdüzü, Esenyurt, Büyükçekmece ilçelerinin elektriği sağlanacaktır.
Şekil 5. Seymen Çöp Gazı Enerji Üretim Tesisi İç Bölümü
Fosil yakıtlar gibi temel enerji kaynaklarımızın sınırlı olması ve ekolojik dengeyi bozduğu düşünüldüğünde yenilenebilir enerji türleri kullanımını artırmamız gerektiği düşüncesi ortaya çıkmaktadır. Artan dünya nüfusu ve teknolojik-sosyolojik-ekonomik gelişmelerin yanında getirdiği tüketim maddesi çeşitliliği ve tüketim oranlarındaki artış yadsınamaz düzeyde atık meydana getirmektedir. Bu sebeple bölgesel enerji ihtiyacı karşılamak için en önemli kaynak kentsel atıklar olabilmekte ve yeni teknolojiler kullanarak çözüm getirilebilmektedir. Sonuç olarak, iyi bir katı atık yönetimi ile enerji üretimini çevreye uyumlu sistemler seçilerek buradan sağlayıp hem ekonomik olarak hem de karbondioksit ve metan emisyonları azaltıldığı için ekolojik ve çevre dostu temiz bir enerji elde etmiş olabiliriz.
Kaynaklar:
- Behçet R, İlkılıç C, Oral F. Malatya İlindeki Oluşan Evsel Katı Atıklardaki Enerji Potansiyeli, Akademik Platform, 2014. https://bit.ly/2ZCXMzB; Erişim Tarihi 08.11.2021
- Çakır, 2010, Türkiye'nin Rüzgar Enerji potansiyeli ve AB Ülkeleri. Politeknik Dergisi, Cilt 13, Sayı 4. https://bit.ly/3o5lbmq
- İSTAÇ, 2020. https://bit.ly/31dF7KU; Erişim Tarihi 08.11.2021
- Okur A. Çöpten Üretilen Elektrikle 3 Bin Ev Aydınlanıyor, AA-Teknoloji, 2019. https://bit.ly/3d1ZVHZ; Erişim Tarihi 08.11.2021
- Price M. Norway Uses Waste As Eco-Friendly Fuel, BBCNEWS, Oslo 2013. https://bbc.in/3d4ZmNA
- Rosencranz A, Bhati H.V. Waste To Energy Projects,Environmental Policy And Low, 2015; 45/3-4. https://bit.ly/3EccaxF; Erişim Tarihi 08.11.2021
- Saltabaş ve Yalçın, 2004, Depo Gazından Enerji Üretimi.SAU Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 8.Cilt, I. Sayı. https://bit.ly/31gLa1z; Erişim Tarihi 08.11.2021
Görseller:
- Gömeç, YEŞİLİST, 2018. https://bit.ly/3D7jpFJ; Erişim Tarihi 08.11.2021
- Anonim, OGÜNHABER, 2019. https://bit.ly/3pfiBd0; Erişim Tarihi 08.11.2021
- Evli A. Çöpten Enerji Üretimi: İsveç Bunu Nasıl Yapıyor?, TEKNOLOJİ, 2020. https://bit.ly/31jiRj6; Erişim Tarihi 08.11.2021
- İSTAÇ, 2020. https://bit.ly/32EOl3D; Erişim Tarihi 08.11.2021