DETERMINATION OF BIOGAS PRODUCTION POTENTIAL FROM ANIMAL MANURE: SPECIFIC TO THE PROVINCES OF ANKARA, GAZİANTEP, KARS

Year 2024, Issue: 716, 409 - 431, 03.10.2024

Utku Canci Matur , Aytaç Atasayın

Abstract

Developing technology and increasing population trigger the increasing of the energy demand. As a result, increase in energy demand has accelerated the studies in this field. Conventional energy sources were used currently as usual however it was desired to be limited due to the risk of depletion and negative environmental effects. Therefore, environmentally friendly and no risk of depletion renewable energy sources have created an alternative to conventional energy sources were the frequently studied topics recently. The use of biomass as a renewable energy source has led to development in agriculture and animal husbandry. Products that appear as waste in agriculture and animal husbandry will be evaluated and recycled. If animal feces remain in nature, the methane gas released creates a greenhouse effect and causes global warming. It becomes harmful to human health after mixing with water. For this reason, it is important to obtain electrical and heat energy and dispose of it recyclable. Within the scope of this study, the potential electrical energy that can be obtained from biogas was investigated, considering the collectability of animal feces in Ankara, Gaziantep and Kars provinces located in different regions of our country. In this context, it has been determined that 375,497.55 Mega Watt Hour Electricity (MWhe/year ) from Ankara, 115,452.27 MWhe/year from Gaziantep, and 198,691.4 MWhe/year from Kars have the potential to obtain electrical energy from biogas.

Keywords

Biogas, energy, biomass, renewable energy, electric

HAYVAN GÜBRESİNDEN BİYOGAZ ÜRETİM POTANSİYELİNİN BELİRLENMESİ: ANKARA, GAZİANTEP, KARS*

Abstract

Gelişen teknoloji ve artan nüfusa paralel olarak enerji talebi gün geçtikçe hızla artış göstermiştir. Enerji talebinin artışı bu alanda yapılan çalışmalara hız kazandırmıştır. Halihazırda emre amade kullanılan konvansiyonel enerji kaynakları tükenebilme riski ve olumsuz çevre etkileri nedeniyle kullanımına sınır getirilmek istenen enerji kaynakları durumuna gelmiştir. Yenilenebilir enerji kaynakları bu anlamda konvansiyonel enerji kaynaklarına alternatif oluşturmuşlardır. Tükenme riski olmayan çevre dostu yenilenebilir enerji kaynakları son dönemlerde sıklıkla çalışılan konulardandır. Yenilenebilir enerji kaynağı olarak biyokütlenin kullanılması tarım ve hayvancılık alanında gelişmeye sebep olmuştur. Yapılan tarım ve hayvancılıkta atık olarak görünen ürünler değerlendirilerek, geri kazanım sağlanmış olacaktır. Hayvan dışkısı doğada kaldığı sürece açığa çıkan metan gazı sera etkisi yaratarak küresel ısınmaya neden olur. Suya karıştıktan sonra insan sağlığına zararlı hale gelir. Bu nedenle elektrik ve ısı enerjisi elde ederek geri dönüşümlü olarak bertaraf edilmesi önem arz etmektedir. Yapılan bu çalışma kapsamında ülkemizin farklı bölgelerinde bulunan Ankara, Gaziantep ve Kars illerindeki hayvan dışkısının toplanabilirliği dikkate alınarak biyogazdan elde edilebilecek potansiyel elektrik enerjisi araştırılmıştır. Bu kapsamda, Ankara ilinden 375.497,55 Mega Watt Saat Elektrik /Yıl (MWhe/yıl), Gaziantep ilinden 115.452,27 MWhe/yıl, Kars ilinden de 198.691,4 MWhe/yıl elektrik enerjisinin biyogazdan elde edilebilme potansiyeline sahip oldukları belirlenmiştir.

Keywords

Biyogaz, enerji, biyokütle, yenilenebilir enerji, elektrik

References

• Afotey, B., & Sarpong, G. T. (2023). Estimation of biogas production potential and greenhouse gas emissions reduction for sustainable energy management using intelligent computing technique. Measurement: Sensors, 25, 100650. https://doi.org/10.1016/j.measen.2022.100650
• Altaca Enerji, https://altacaenerji.com/biyogaz/uretim
• Aslantaş A. (2018), Dünya’da ve Türkiye’de Biyokütle Enerjisinin Kullanımı ve Potansiyeli, KTO Karatay. https://dspace.karatay.edu.tr/handle/20.500.12498/455?show=full&locale-attribute=en
• Ayhan A. (2015), Biogas Production Potential from Animal Manure of Bursa Province, U. Ü. Ziraat Fakültesi Dergisi, Cilt 29, Sayı 2, 47-53. https://acikerisim.uludag.edu.tr/server/api/core/bitstreams/e98b6c7c-6d93-4a09-9cc8-7f73b4d78887/content
• Bharathiraja, B., Sudharsana, T., Jayamuthunagai, J., Praveenkumar, R., Chozhavendhan, S., Iyyappan, J., (2018). Biogas Production-A Review on Composition, Fuel Properties, Feed Stock and Principles of Anaerobic Digestion. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 90, 570-582. https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.03.093
• Fernandes, D. J., Ferreira, A. F., & Fernandes, E. C. (2023). Biogas and biomethane production potential via anaerobic digestion of manure: A case study of Portugal. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Elsevier, 188, 113846. 10.1016/j.rser.2023.113846
• Heidenreich, S., Müller, M. & Foscolo P. U. (2016), Advanced Biomass Gasification: New Concepts for Efficiency Increase and Product Flexibility. (Elsevier Science, 2016). https://doi.org/10.1016/B978-0-12-804296-0.00006-3
• International Energy Agency, (2020), Energy Supply of the World at:https://www.iea.org/data-and-statistics/data-tools/energy-statistics-data-browser?country=WORLD&fuel=Energy%20supply&indicator=TESbySource. May 15,2023.
• Karaca, C. (2023). The biogas potential of animal manure and its GHG reduction effect in Konya province, Turkey. Journal of Environmental Engineering and Landscape Management, 31(4), 232-239. 10.3846/jeelm.2023.20052
• Karaosmanoğlu, F. (2006), “Biyoyakıt Teknolojisi ve İTÜ Araştırmaları”, ENKÜS 2006-İTÜ Enerji Çalıştayı ve Sergisi, Bildiri Kitabı, Sayfa: 110-146, 22-23 Haziran 2006, İstanbul. https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/41/103/41103129.pdf
• Koç, E., Kaya, K. (2015). “Enerji Kaynakları-Yenilenebilir Enerji Durumu,” Mühendis ve Makine, cilt 56, sayı 668, s. 36-47. https://dergipark.org.tr/tr/download/article-file/1099827
• Kumaş, K., & Akyüz, A. Ö. (2023). Biogas Potential of Afyonkarahisar, Turkey-based on Animal Manure: Energy Equivalents and its Contribution to Economy and Carbon Emissions. El-Cezeri, 10(2), 356-370. https://doi.org/10.31202/ecjse.1219728
• Mao C, Feng Y, Wang X, Ren G. (2015), “Review on Research Achievements of Biogas from Anaerobic Digestion”. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 45, 540-555. https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.02.032
• Matsumura, Y., Minowa, T. and Yamamoto, H. (2005), “Amount, availability, and potential use of rice straw (agricultural residue) biomass as an energy resource in Japan”, Biomass and Bioenergy 29, 2005. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2004.06.015
• Nehra, M., & Jain, S. (2023). Estimation of renewable biogas energy potential from livestock manure: a case study of india. Bioresource Technology Reports, 22, 101432. https://doi.org/10.1016/j.biteb.2023.101432
• Nilüfer Nacar Koçer, Cengiz Öner, İlker Sugözü (2006). Türkiye’de Hayvancılık Potansiyeli ve Biyogaz Üretimi, Doğu Anadolu Bölge Araştırmaları. https://dergipark.org.tr/tr/pub/fudad/issue/47077/592012
• Noorollahi, Y., Kheirrouz, M., Asl, H.F., Yousefi, H., Hajinezhad, A. (2015), Biogas Production Potential from Livestock Manure in Iran. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 50, 748-754. https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.04.190
• Özpınar S.(2018), An Assessment of Biogas Production Potential from Animal Manures in Çanakkale, ÇOMU Zir. Fak. Derg. (COMU J. Agric. Fac. ) ,2018.115-122. https://dergipark.org.tr/tr/download/article-file/606578
• Singh, D., Tembhare, M., Machhirake, N., & Kumar, S. (2023). Biogas generation potential of discarded food waste residue from ultra-processing activities at food manufacturing and packaging industry. Energy, 263, 126138. https://doi.org/10.1016/j.energy.2022.126138
• Taleghani, G., & Kia, A. S. (2005). Technical–economical analysis of the Saveh biogas power plant. Renewable energy, 30(3), 441-446.https://doi.org/10.1016/j.renene.2004.06.004
• T.C. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı Çevre Yönetimi Genel Müdürlüğü (2010), Biyogaz kullanım kılavuzu. https://webdosya.csb.gov.tr/db/cygm/editordosya/biyogaz%20kilavuzu%20pdf.pdf
• TÜİK (2022), Population of Animals:https://data.tuik.gov.tr/Search/Search?text=hayvan%20say%C4%B1s%C4%B1
• TÜİK (2022), Population:https://data.tuik.gov.tr/Kategori/GetKategori?p=Nufus-ve-Demografi-109
• Weiland, P. (2010). Biogas Production: Current State and Perspectives. Applied Microbiology and Biotechnology, 85(4), 849-86. https://doi.org/10.1007/s00253-009-2246-7
• Yağlı H., Koç Y. (2019), Çukurova University Journal of the Faculty of Engineering and Architecture, 34(3), pp. 35-48, September 2019, Hatay, https://www.mmo.org.tr/sites/default/files/yayin_dosyalar/704_agustos_eylul_tamami.pdf
• Yılmaz O. (2021), Biyokütle Ve Enerji Üretim Yöntemleri, Sinop Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Sinop Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü İşletme Anabilim Dalı Yüksek Lisans Programı, Konya.