Erzincan ili hayvansal atık kaynaklı biyogaz potansiyelinin değerlendirilmesine yönelik biyogaz tesisi senaryoları

Hayvan atıklarından biyogaz üretimi gibi atıkların enerji teknolojisine uygulanması, Türkiye de dâhil olmak üzere gelişmekte olan birçok ülkede sürdürülebilir enerji geliştirme hedeflerine ulaşmak için en iyi araçlardan biri olarak kabul edilmektedir. Türkiye, çok sayıda hayvan çiftliği ile önemli bir potansiyele sahip olsa da bugüne kadar biyogaz üretimi için potansiyel gerçekleşmemiştir. Bu makale, Türkiye'de alternatif bir enerji üretimi kaynağı olarak hayvan atıklarından biyogaz üretimi yoluyla atıkların enerji teknolojisine potansiyel uygulanmasının vurgulanmasını amaçlamaktadır. Hayvan atıkları gibi yenilenebilir hammaddelerin anaerobik sindirimi, biyogaz şeklinde temiz enerji üretimi için ileriye dönük bir teknoloji olarak bilinmektedir. Bu çalışmada Erzincan ilinin hayvansal atık kaynaklı enerji potansiyeli hesaplanmıştır. Bulgular, Erzincan'daki hayvan atıklarından yaklaşık 15.5 milyon m3/yıl biyogaz potansiyelinin üretilebileceğini göstermektedir. Bu doğrultuda, Erzincan ve ilçelerinin mesafeleri, atık kapasiteleri ve ekonomik verimliliği göz önüne alındığında, 0.5 MW, 1.2 MW ve 2.4 MW kurulu güce sahip 3 farklı biyogaz santrali senaryosu hazırlanmıştır. Bu tesislerin yatırım maliyetleri ve her bir tesis için gerekli olan yatırımın geri ödeme süreleri hesaplanmıştır. Araştırmaya dayanarak, Erzincan'da biyogaz üretimi ile hayvan atıklarının enerjiye dönüştürülmesi açısından birçok fırsat araştırılabilir. Bölgede, küçük boyutlarda olmak üzere, önerilen sayıdan daha fazla sayıda biyogaz tesisi kurmak da mümkündür.

Anahtar Kelimeler:

Biyogaz üretimi, Hayvan atıkları, Yenilenebilir enerji

Biyogas plant scenarios for evaluating biogas potential from animal waste of erzincan province

In many developing countries, including Turkey, the implementation of waste to energy technology is known as one of the most effective approaches to reach sustainable energy development targets. Although, Turkey with a large number of farm animals has a significant potential, but this potential unrealized for biogas production so far. This study aims to highlight the potential implementation of waste to energy technology via the production of biogas from animal waste as an alternative energy generation in Turkey. Anaerobic digestion of renewable feed stocks such as animal waste has been known as a promising technology for the production of clean energy in the form of biogas. In this study, the energy potential of Erzincan province animal waste was calculated. Findings show that approximately 15.5 million m3year-1 biogas potential can be produced from animal waste in Erzincan. Accordingly, considering the distances, waste capacities and economic efficiency of Erzincan and its districts, 3 different biogas power plant scenarios with 0.5 MW, 1.2 MW and 2.4 MW installed power have been prepared. Appropriate facility capacities, investment costs of these facilities and payback times of the investment required for each facility were calculated. Based on the investigation, numerous opportunities could be explored in terms of turning animal waste to energy by biogas production in Erzincan. It is also possible to establish more biogas plants in the region, in smaller sizes, than the number recommended.

Keywords:

Biogas production, Animal waste, Renewable energy,

PDF

___

Abdeshahian, P., Lim, J. S., Ho, W. S., Hashim, H. and Lee, C. T. (2016). Potential of biogas production from farm nimal waste in Malaysia. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 60, 714–723, https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.01.117.
Acaroglu, M. and Aydogan, H. (2012). Biofuels energy sources and future of biofuels energy in Turkey. Biomass Bioenergy, 36, 69–76, https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2011.10.004.
Achinas S., Achinas V. and Euverink G.J.W. (2017). A Technological Overview of Biogas Production from Biowaste. Engineering, 3(3), 299-307, https://doi.org/10.1016/J.ENG.2017.03.002.
Agayev, E. and Ugurlu, A. (2011). Biogas production from co-digestion of horse manure and waste sewage sludge. Technical Proceedings of the 2011 NSTI Nanotechnology Conference and Expo, NSTI-Nanotech, 3, 657-660.
Akbulut A. ve Dikici A. (2004). Elazığ ili’nin biyogaz potansiyeli ve maliyet analiz. Doğu Anadolu Bölgesi Araştırmaları Dergisi, 2(2), 36-41.
Akyürek Z. (2019). Energy Recovery From Animal Manure: Biogas Potential of Burdur, Turkey. Eskişehir Technical University Journal of Science and Technology A-Applied Scienceand Engineering, 20(2), 161-170. Ar F.F. (2018). Ottan Çöpten Enerji. Enerji ve Çevre Dünyası Dergisi, 143, 24-27.
Avcioglu O. and Turker U. (2012). Status and potential of biogas energy from animal wastes in Turkey. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 16, 1557-1561, https://doi.org/10.1016/j.rser.2011.11.006.
Berglund, M. and Börjesson P. (2006). Assessment of energy performance in the life-cycle of biogas production. Biomass and Bioenergy, 30, 254-266, https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2005.11.011.
BOTAŞ- Boru Hatları İle Petrol Taşıma Anonim Şirketi. (2020, 27 Mayıs). Erişim adresi www.botas.gov.tr/Sayfa/2020-yili-mayis-ayi-dogal-gaz-toptan-satis-fiyat-tarifesi/494.
Capik, M., Yilmaz, A.O. anf Cavusoglu, I. (2012). Present situation and potential role of renewable energy in Turkey. Renewable Energy, 46, 1–13, https://doi.org/10.1016/j.renene.2012.02.031
Cu T.T.T., Nguyen T.X., Triolo J.M., Pedersen L., Le V.D., Le P.D. and Sommer S.G. (2015). Biogas production from Vietnamese animal manure, plant residues and organic waste: influence of biomass composition on methane yield. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences, 28(2), 280-289, https://doi.org/10.5713/ajas.14.0312.
Çevik, A. (2016). Çanakkale ilindeki Hayvansal Atıkların Biyogaz Potansiyelinin Değerlendirilmesi. Yüksek Lisans Tezi, Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, Çanakkale.
Dagnall S., Hill J. and Pegg D. (2000). Resource mapping and analysis of farm livestock manures–assessing the opportunities for biomass-to-energy schemes. Bioresource Technology, 71, 225-234, https://doi.org/10.1016/S0960-8524(99)00076-0.
Deloitte: Biyokütlenin altın çağı. (2020, 27 Mayıs). Erişim adresi www2.deloitte.com/content/dam/Deloitte/tr/Documents/energy-resources/Biyok%C3%BCtlenin%20alt%C4%B1n%20%C3%A7a%C4%9F%C4%B1Sonnn.pdf.
Demirbaş, A. (2011). Competitive liquid biofuels from biomass. Applied Energy, 88(1), 17-28, https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2010.07.016.
EA-Enerji Atlası. (2020, 27 Mayıs). Erişim adresi https://www.enerjiatlasi.com/biyogaz/.
Ekpeni, L.E.N., Benyounis, K.Y., Ekpeni, F. N., Stokes, J. and Olabi, A. G. (2014). Energy diversity through renewable energy source (RES) – A case study of biomass. Energy Procedia, 61, 1740 –1747.
EPDK- Enerji Piyasası Düzenleme Kurumu. (2020, 27 Mayıs). Erişim adresi www.epdk.gov.tr/Detay/DownloadDocument?id=Hqo87qC1k6Q.
Ersoy E. And Ugurlu A. (2020). The potential of Turkey’s province-based livestock sector to mitigate GHG emissions through biogas production. Journal of Environmental Management, 255, 109858, https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.109858.
Eryilmaz T., Yesilyurt M.K., Gokdogan O. and Yumak B. (2015). Determination of biogas potential from animal waste in Turkey: A case study for Yozgat province. European Journal of Science and Technology, 2(4), 106-111.
Gebrezgabher S.A., Meuwissen M.P.M., Prins.B.A.M. and Lansink A.G.J.M.O. (2010). Economic analysis of an aerobic digestion – a case of green power biogas plant in The Netherlands. NJAS - Wageningen Journal of Life Sciences, 57, 109-115.
Gürdil G.A.K., Baz Y.Ö., Demirel Ç. ve Demirel B. (2015). Yakıt peleti ve briketi için güncellenmiş avrupa birliği standartları ve ilgili parametreler. Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 29(2), 147-156.
Hol-Nielsen J.B.,Al-Seadi T. and Oleskowicz P. (2009). The future of anaerobic digestion and biogas utilization. Bioresource Technology, 100, 5478–5484, https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2013.07.005.
Höhn, J., Lehtonen, E., Rasi, S. and Rintala, J. (2014). A geographical information system (GIS) based methodology for determination of potential biomasses and sites for biogas plants in southern Finland. Applied Energy, 113, 1-10.
Ilgar R. (2016). A study for determination of biogas potential in Çanakkale, Assets by Animals. Eastern Geographical Review, 35, 89-106.
Kaya, D. ve Öztürk, H. H. (2012). Biyogaz Teknolojisi Üretim – Kullanım - Projeleme. İstanbul: Umuttepe yayınları.
Kilickaplan, A., Bogdanov, D., Peker, B., Caldera, U. and Aghahosseini, A. (2017). An energy transition pathway for Turkey to achieve 100% renewable energy powered electricity, desalination and non-energetic industrial gas demand sectors by 2050. Solar Energy, 158, 218–235, https://doi.org/10.1016/j.solener.2017.09.030.
Kurnuç Seyhan A. ve Badem A. (2018). Erzincan ilindeki hayvansal atıkların biyogaz potansiyelinin araştırılması. Akademik Platform Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi, 6(1), 25-35.
Lonnqvist T., Sanches-Pereira A. and Sandberg T. (2015). Biogas potential for sustainable transport e a Swedish regional case. Journal of Cleaner Production, 108, 1105-1114, https//doi.org/10.1016/j.jclepro.2015.07.036.
Moreda L. (2016). The potential of biogas production in Uruguay. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 54, 1580-1591, https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.10.099.
Nacar Koçer N. ve Kurt G. (2013). Malatya’da hayvancılık potansiyeli ve biyogaz üretimi. Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 17(1), 1-8.
Özer B. (2017). Biogas energy opportunity of Ardahan city of Turkey. Energy, 139, 1144-1152, https://doi.org/10.1016/j.energy.2017.07.052.
Öztürk, H. (2012). Enerji Bitkileri ve Biyoyakıt Üretimi. İstanbul: Hasad Yayıncılık.
Öztürk, M. (2017). Hayvan Gübresinden Biyogaz Üretimi. Ankara: T.C. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı.
Palm R. (2010). The economic potential for production of upgraded biogas used as vehicle fuel in Sweden. Technical report no FRT 2010:03, Chalmers University of Technology, Göteborg, Sweden. Erişim adresi http://publications.lib.chalmers.se/records/fulltext/126342.pdf
REN21 (2019). Renewable Energy Policy Network for the 21st Century, Global Status Report, Paris. Erişim adresi https://www.ren21.net/reports/global-status-report/
Rios M. and Kaltschmitt M. (2016). Electricity generation potential from biogas produced from organic waste in Mexico. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 54, 384-395, https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.10.033.
Scarlat, N., Fahl, F., Dallemand, J. F., Monforti, F. and Motola, V. (2018). A spatial analysis of biogas potential from manure in Europe. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 94, 915-930, https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.06.035.
SELEDA-Seleda Gübre. (2020, 27 Mayıs). Erişim adresi www.seleda.com.tr.
TCMB-Türkiye Cumhuriyeti Merkez Bankası. (2020, 27 Mayıs). Erişim adresi www.tcmb.gov.tr/kurlar/kurlar_tr.html.
Tolay, M., Yamankaradeniz, H., Yardımcı, S. ve Reiter, R. (2008). Hayvansal atıklardan biyogaz üretimi. 2008 VII. Ulusal Temiz Enerji Sempozyumu (UTES) (ss.259-264). İstanbul.
Tufaner F., Avşar Y., Dere T. ve Gönüllü T. (2013). Türkiye'de biyogaz tesisi projelerinde başarı ve başarısızlık nedenlerinin analizi ve merkezi biyogaz tesislerinin önemi. 2013 I. Ulusal Kompost ve Biyogaz Çalıştayı. Antalya.
TUİK-Türkiye İstatistik Kurumu hayvan istatistikleri. (2020, 27 Mayıs). Erişim adresi https://biruni.tuik.gov.tr/medas/?kn%C2%BC101&locale%C2%BCtr.
Türker M. (2008). Anaerobik Biyoteknoloji ve Biyoenerji Üretimi.İzmir: Çevkor Vakfı Yayınları.
Uddin W., Khan B., Shaukat N., Majid M., Mehmood A., Ali S.M., Younas U., Anwar M., Mujtaba G. and Almeshal A.M. (2016). Biogas potential for electric power generation in Pakistan: A survey. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 54, 25-33, https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.09.083.
Yağlı H. ve Koç Y. (2019). Hayvan gübresinden biyogaz üretim potansiyelinin belirlenmesi: Adana ili örnek hesaplama. Çukurova Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 34(3), 35-48.
YEGM-Yenilenebilir Enerji Genel Müdürlüğü. (2020, 27 Mayıs). Erişim adresi http://www.yegm.gov.tr/yenilenebilir/biyogaz.aspx.
Yürük F. ve Erdoğmuş P. (2015). Düzce ilinin hayvansal atıklardan üretilebilecek biyogaz potansiyeli ve K-Means kümeleme ile optimum tesis konumunun belirlenmesi. İleri Teknoloji Bilimleri Dergisi, 4(1), 47-56.