Biyokütle Kaynaklarından Elektrik Üretim Potansiyelinin Belirlenmesi: Marmara Bölgesi Örneği

Abstract

Fosil yakıtların kullanımından kaynaklanan küresel ısınma, çevre kirliliği, fosil yakıt rezervlerinin tükenmesi ve fosil yakıtların değişken fiyatları gibi zorluklar, dünya genelindeki hükümetleri çevre dostu ve sürdürülebilir yenilenebilir elektrik kaynaklarının geliştirilmesini teşvik eden çevre politikaları geliştirmeye yöneltmiştir. Ayrıca çevre dostu ve sürdürülebilir alternatif enerji kaynaklarına olan ilgi gün geçtikçe artmaktadır. Çalışmada Türkiye’de biyokütle ve çeşitli atık türlerinden elektrik enerjisi üretim potansiyeli kapsamlı bir biçimde analiz edilmiştir. Yenilenebilir enerji kaynakları arasında giderek artan öneme sahip olan biyokütle enerjisinin, sürdürülebilir enerji arzı ve atık yönetimi politikaları bağlamındaki rolü ele alınmıştır. Çalışmada kullanılan veriler Biyokütle Potansiyel Enerji Atlası (BEPA), Enerji Piyasaları İşletme A.Ş. (EPİAŞ) ve Türkiye İstatistik Kurumu (TÜİK) aracılığıyla temin edilmiştir. Analizlerde, sosyo-ekonomik faaliyetlerin yoğunluğu, sanayileşme düzeyi ve nüfus dağılımı dikkate alınarak Marmara Bölgesi referans bölge olarak seçilmiştir. Bu kapsamda, Marmara Bölgesi’nin Türkiye genelindeki biyokütle ve atık kaynaklı elektrik üretim potansiyeli içerisindeki payı, atık türleri (belediye katı atıkları, tarımsal atıklar, hayvansal atıklar ve orman atıkları) bazında nicel olarak hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlar göre bölgedeki mevcut tesislerin önemli bir kısmının teknik kapasitelerinin altında çalıştığını ve dolayısıyla atık bazlı elektrik üretiminde henüz değerlendirilmemiş kayda değer bir potansiyelin bulunduğunu ortaya koymuştur. Elde edilen bulgulara göre İstanbul ilinin hem 201,878 MW kurulu güç hem de 2.501.563 MWh/yıl teorik elektrik üretim potansiyeli açısından açık ara öne çıktığı görülmektedir. İkinci sırada 31,803 MW kurulu güç değeriyle ve 871.857,06 MWh/yıl teorik elektrik enerjisi üretim potansiyeli ile Bursa yer alırken; en düşük teorik elektrik enerjisi üretim potansiyeli 119.460,53 MWh/yıl ile Bilecik olmuştur. Kurulu güç bazında mevcut fiili üretime göre kapasite kullanım faktörü en yüksek il %70,7 ile Kocaeli olarak bulunmuştur.

Keywords

• Marmara Bölgesi
• Belediye katı atıkları
• Tarımsal atıklar
• Hayvansal atıklar
• Orman atıkları
• Elektrik üretimi

Determining the Electricity Generation Potential from Biomass Resources: The Case of the Marmara Region

Abstract

The challenges of global warming, environmental pollution, the depletion of fossil fuel reserves and volatile fossil fuel prices, all of which stem from the use of fossil fuels, have prompted governments worldwide to develop environmental policies that promote environmentally friendly, sustainable renewable electricity sources. Furthermore, interest in environmentally friendly and sustainable alternative energy sources is steadily increasing. This study provides a comprehensive analysis of the potential for generating electricity from biomass and various types of waste in Türkiye. It examines the growing importance of biomass energy among renewable energy sources within the context of sustainable energy supply and waste management policies. Data for the study were obtained from the Biomass Potential Energy Atlas (BEPA), the Energy Markets Operating Company (EPİAŞ) and the Turkish Statistical Institute (TÜİK). For the analyses, the Marmara Region was selected as the reference region, taking into account socio-economic activity intensity, industrialisation level, and population distribution. Within this scope, the Marmara Region's share of Türkiye's total biomass- and waste-based electricity generation potential was calculated based on waste type (municipal solid waste, agricultural waste, animal waste and forest waste). The results show that many of the region's existing facilities are operating below their technical capacity, indicating considerable untapped potential in waste-based electricity generation. According to the findings, Istanbul province stands out significantly in terms of both installed capacity (201,878 MW) and theoretical electricity generation potential (2,501,563 MWh/year). Bursa ranks second with a production potential of 871,857 MWh/year, while Bilecik has the lowest potential, at 119,460 MWh/year. Based on installed capacity, Kocaeli has the highest capacity utilisation factor at 70.7%, compared to actual production.

Keywords

• Marmara Region
• Municipal solid waste
• Agricultural waste
• Animal waste
• Forest waste
• Electricity generation

References

1. Balopi, B., Moyo, M., Gorimbo, J., & Liu, X. (2025). Biomass-to-electricity conversion technologies: a review. Waste Disposal & Sustainable Energy, 7, 323–351.
2. International Energy Agency. (2025). Global Electricity Generation by Source. https://www.iea.org/data-and-statistics. (10.04.2026).
3. T.C. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı. (2026). Elektrik Üretimi Kaynaklara Göre Dağılımı. https://enerji.gov.tr. (10.04.2026).
4. Our in World Data. (2022). Electricity Production by Source, World. https://ourworldindata.org/grapher/ electricity-prodsource-stacked. (05.04.2026)
5. Pelkmans, L. (2021). Implementation of bioenergy in South Africa-2021 update. Country Reports. South Africa. Available at: https://www.ieabioenergy.com/ wp-content/uploads/2021/11/CountryReport2021_ South Africa_final.pdf, (13.02.2026).
6. Foster, W., Azimov, U., Gauthier-Maradei, P., Castro Molano, L., Combrinck, M., Munoz, J., Jaimes Esteves, J., & Patino, L. (2021). Waste-to-energy conversion technologies in the UK: Processes and barriers–A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 135, 110226.
7. Lu, Y., Khan, Z.A., Alvarez-Alvarado, M.S., Zhang, Y., Huang, Z., & Imran, M. (2020). A critical review of sustainable energy policies for the promotion of renewable energy sources. Sustainability, 12(12), 5078.
8. Nesta, L., Vona, F., & Nicolli, F. (2014). Environmental policies, competition and innovation in renewable energy. Journal of Environmental Economics and Management, 67, 396–411.

9. Zastempowski, M. (2023). Analysis and modeling of innovation factors to replace fossil fuels with renewable energy sources-Evidence from European Union enterprises. Renewable and Sustainable Energy Reviews,178, 113262.
10. Kalair, A., Abas, N., Saleem, M.S., Kalair, A.R., & Khan, N. (2021). Role of energy storage systems in energy transition from fossil fuels to renewables. Energy Storage, 3(1), 1-27.
11. Barros, M.V., Dourado, R.A., Ostwal, M.C., Salvador, R., Lermen, F.H., & Piekarski, C.M. (2025). Towards sustainable energy: Economic and environmental factors influencing feasibility of agricultural waste derived biogas for electricity systems. Journal of Circular Economy, 3(3), 1-30.
12. Carter, E., Shan, M., Zhong, Y., Ding, W., Zhang, Y., Baumgartner, J., & Yang, X. (2018). Development of renewable, densified biomass for household energy in China. Energy for Sustainable Development, 46, 42–52.
13. Gupta, P., Kurien, C., Mittal, M. (2023). Biogas (a promising bioenergy source): A critical review on the potential of biogas as a sustainable energy source for gaseous fuelled spark ignition engines. International Journal of Hydrogen Energy, 48(21), 7747–7769.
14. de Jesus, R.H.G., Barros, M.V., Salvador, R., de Souza, J.T., Piekarski, C.M., & de Francisco, A.C. (2021). Forming clusters based on strategic partnerships and circular economy for biogas production: A GIS analysis for optimal location. Biomass Bioenergy, 150, 106097.
15. Organica Biotech. (2025). Wastewater Treatment Glossary. https://organicabiotech.com/tr/wastewater-treatment-glossary. (15.03.2026)
16. Aduba, J., Shimada, K., Longfor, N.R. (2025). Harnessing biomass waste-to-energy for sustainable electricity generation: prospects, viability, and policy implications for low-carbon urban development. Clean Technologies and Environmental Policy, 27, 8669–8690.
17. Umar, Y., Yakubu, R.O., Abdulazeez, A.A., Ijeoma, M.W. (2024). Exploring Nigeria’s waste-to-energy potential: a sustainable solution for electricity generation. Clean Energy, 8, 82–95.
18. Aslam, Z., Li, H., Hammerton, J., Andrews, G., Ross, A., & Lovett, J.C. (2021). Increasing access to electricity: An assessment of the energy and power generation potential from biomass waste residues in Tanzania. Energies, 14(6), 1793.
19. Bhatia, S.K., Joo, H.S., & Yang, Y.H. (2018). Biowaste-to-bioenergy using biological methods – A mini-review. Energy Conversion and Management, 177, 640–660.
20. Grose, S.O., Abdulkarim, A., Eze, V.H.U., & Sanusi, Y. (2025). An overview of methods and future research directions on the conversion of solid waste through biomass cogeneration and pyrolysis for electrical power generation. Discov Electronics 2(93), 1-43.
21. Zhu, J., Fei, X., & Yin, K. (2025). Assessment of waste-to-energy conversion technologies for biomass waste under different shared socioeconomic pathways. Energy & Environmental Sustainability, 1(2), 100021.
22. Lovrak, A., Pukšec, T., Duić, N. (2020). A Geographical Information System (GIS) based approach for assessing the spatial distribution and seasonal variation of biogas production potential from agricultural residues and municipal biowaste. Applied Energy, 267, 115010.
23. Ay, Ö., & Kaya, A. (2020). Kahramanmaraş ilinin hayvansal atık kaynaklı biyogaz potansiyeli. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 10, 2822–2830.
24. Seyhan, A.K., & Badem, A. (2018). Erzincan ilindeki hayvansal atıkların biyogaz potansiyelinin araştırılması. Academic Platform - Journal of Engineering and Science, 6, 25–35.
25. Uçar, İ.R., Özer, Z., & Sarıbıyık, O.Y. (2021). Biyogaz üretiminde atıkların verim üzerine etkilerinin araştırılması. Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 36, 581–589.
26. Aktaş, T., Özer, B., Soyak, G., & Ertürk, M.C. (2015). Tekirdağ ili’nde hayvansal atık kaynaklı biyogazdan elektrik üretim potansiyelinin belirlenmesi. Tarım Makinaları Bilimi Dergisi, 11, 69–74.
27. Karabaş, H. (2019). Sakarya ilinin bitkisel biyokütle açısından atık miktarının ve enerji potansiyelinin araştırılması. Ulusal Çevre Bilimleri Araştırma Dergisi, 2, 35–43.
28. Türkiye İstatistik Kurumu. (2024). Belediye Atık İstatistikleri. http://www.tuik.gov.tr/. (20.03.2026)
29. İçişleri Bakanlığı. (2026). Mülki İdari Bölümleri Envanteri [Harita]. https://www.e-icisleri.gov.tr/Anasayfa/MulkiIdariBolumleri.aspx. (20.04.2026)
30. Biyokütle Enerji Potansiyel Atlası (BEPA) (2014). 2014 Biyokütle Enerjisi Potansiyel Verileri. https://bepa.enerji.gov.tr/. (15.03.2026)
31. Enerji Piyasaları İşletme A.Ş. (EPİAŞ) Şeffaflık Platformu (2024). 2024 yılı Elektrik Enerjisi Gerçekleşen Üretim Verileri. https://seffaflik.epias.com.tr/home. (10.01.2026)
32. Saz, S. (2021). Muğla ili biyogaz potansiyelinin belirlenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Muğla.
33. SERKA. (2020). Ardahan İli Biyogaz Tesisi Ön Fizibilite Raporu. https://www.serka.gov.tr/assets/upload/dosyalar/ardahan-ili-biyogaz-tesisi-on-fizibilite-raporu2020.pdf, (13.02.2026).
34. Angelidaki, I., Ellegaard, L., & Ahring, B.K. (2003). Applications of the Anaerobic Digestion Process. Biomethanation II, Springer, Berlin, Heidelberg, 1–33.
35. Deublein, D., & Steinhauser, A. (2011). Biogas from waste and renewable resources: An introduction 2nd ed. Wiley-VCH.
36. Ward, A.J., Hobbs, P.J., Holliman, P.J., & Jones, D.L. (2008). Optimisation of the anaerobic digestion of agricultural resources. Bioresource Technology, 99, 7928–7940.
37. Weiland, P. (2010). Biogas production: current state and perspectives. Applied Microbiology and Biotechnology, 85, 849–860.
38. Ryckebosch, E., Drouillon, M., & Vervaeren, H. (2011). Techniques for transformation of biogas to biomethane. Biomass Bioenergy, 35, 1633–1645.
39. Çengel, Y.A., & Boles, M.A. (2014). Thermodynamics: An Engineering Approach. McGraw-Hill Education, New York.
40. IPCC. (2006). IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas İnventories. Intergovernmental Panel on Climate Change. Vol. 2: Energy, IGES, Japan.
41. EPA. (2018). Anaerobic digestion (AD) facilities processing food waste in the United States, Fact Sheet/Technical Report, U.S. Environmental Protection Agency.
42. IEA Bioenergy Task 37. (2020). Energy from biogas International Energy Agency Bioenergy.
43. Karaca, C. (2017). Hatay ilinin hayvansal gübre kaynağından üretilebilir biyogaz potansiyelinin belirlenmesi. Mustafa Kemal Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 22, 34–39.
44. Güney Marmara Kalkınma Ajansı, GMKA (2022). Balıkesir ili biyogaz sektörü. Ön fizibilite raporu, Balıkesir.
45. Şenol, H., Elibol, E.A., Açıkel, Ü., & Şenol, M. (2017). Biyogaz üretimi için Ankara’nın başlıca organik atık kaynakları. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 6, 15–28.
46. Demir, M. (2017). Kars ilinin biyokütle enerji potansiyeli ve kullanılabilirliği. Türk Coğrafya Dergisi, 68, 31–41.
47. Vongvisith, B., Wudi, Z., Fang, Y., Kai, W., Ming, L., Xiyan, J., Changmei, W., Xingling, Z., Jing, L., & Hong, Y. (2018). Agricultural waste resources and biogas energy potential in rural areas of Lao PDR. Energy Sources, Part A: Recovery Utilization, and Environmental Effects, 40(19), 2334–2341.
48. Lampropoulos, A., Varvoutis, G., Athanasiou, C., & Marnellos, G.E. (2025). Assessing the electricity potential from agricultural residues in Western Macedonia, Greece. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 214, 115530.