Türkiye'de Kimyasal Gübre İkamesinde Biyo-gübre Kullanımının Tahmini Kazanımları

Abstract

Bu çalışmada Türkiye'de 2002-2020 yılları arasında nüfus durumu, tarım alanları, tüketilen kimyasal gübre miktarı verileri ve sığır sayıları kullanılarak; sığır gübresinin biyogazda kullanılmasıyla elde edilebilecek elektrik enerjisi ve kimyasal gübre ikamesinde biyogübre kazanımları tartışılmıştır. Çalışmada Tarım ve Orman Bakanlığı, Türkiye İstatisitk Kurumu, Biyokütle Enerji Potansiyeli Atlası verileri ve literatürden yararlanılmıştır. Tarım arazilerinin yıllara göre ortalama ve standart sapma cinsinden dağılımı (24 490 105 ± 1 203 002) ha, tüketilen kimyasal gübre (5 352 716 ± 600 762) ton ve Azot ile Fosfor içeren biyogübre toplamı (434 826 ± 90 520) ton olarak hesaplanmış ve değişim ilişkisi regresyon denklemleri ve R2 değerleri gösterilmiştir. Ayrıca kimyasal gübrenin %40'ının ithal edildiği ve bu miktarın %20'sinin biyogübre ikamesi ile karşılanabileceği tahmin edilmiştir. Türkiye'deki uzun yıllık ortalamalara göre biyogazdan üretilebilen elektrik enerjisinin %6 kayıp miktarına rağmen Ülkedeki elektrik enerjisi tüketiminin %5'ini karşılama potansiyeline sahip olduğu hesaplanmıştır. Biyogübrenin tarımsal ürün artışına faydalarının yanısıra toprakta organik madde katkısı sağlayabilmektedir. Biyogazdan biyogübre elde etme miktarı tesisten tarım alanına kadarki süreçte %1 katı miktar kaybı dikkate alınarak hesaplanmıştır. Kırsal alanlarda, çevresel kirlilik bakımından biyogübre üretimi ile sorun çözülebilir. Ekonomik anlamda, yenilenebilir enerji kaynaklarından biri olan (hayvansal atıklar) biyokütleden biyogübre ve enerji kazanımı gibi faydalar sıralanabilir. Bu bağlamda, konu çalışanlarına ve karar vericilere veri tabanı olarak sunulabilir. Sonuç olarak biyogübrenin ithal kimyasal gübre ikamesi ile enerji, ekonomi ve ekoloji açısından kazanımlarının tahminleri istatistiksel olarak gösterilmiştir.

Keywords

• Biyo-gübre
• kimyasal gübre
• yenilenebilir enerji
• veri analizi
• TÜRKİYE

Estimated on Gains by the Use of Bio-fertilizers Instead of Chemical Fertilizer in Turkey

Abstract

In this study, using the population status, agricultural areas, consumed chemical fertilizer data and the number of cattle, between the years 2002-2020 in Turkey; The electrical energy that can be obtained by using of cattle manure in biogas and the biofertilizer gains in chemical fertilizer substitution are discussed. In the study, data from the Ministry of Agriculture and Forestry, Turkish Statistical Institute, Biomass Energy Potential Atlas and literature were used. The distribution of agricultural lands in terms of average and standard deviation over the years was calculated as (24 490 105 ± 1 203 002) ha, chemical fertilizer consumed (5 352 716 ± 600 762) tons, and the sum of nitrogen and phosphorus-containing biofertilizers (434 826 ± 90 520) tons. and the change relationship regression equations and R2 values are shown. It has also been estimated that 40% of the chemical fertilizer is imported and 20% of this amount can be met by biofertilizer substitution. According to long annual averages in Turkey, it has been calculated that the electrical energy that can be produced from biogas has the potential to meet 5% of the electrical energy consumption in the country, despite the 6% loss amount. In addition to the benefits of biofertilizer to increase agricultural products, it can contribute to organic matter in the soil. The amount of biofertilizer obtained from biogas was calculated by taking into account the 1% solid amount loss in the process from the plant to the agricultural field. In rural areas, the problem can be solved with biofertilizer production in terms of environmental pollution. In economic terms, benefits such as biofertilizer and energy recovery from biomass, which is one of the renewable energy sources (animal waste), can be listed. In this context, the subject can be presented to employees and decision makers as a database. As a result, the estimations of the gains in terms of energy, economy and ecology with imported chemical fertilizer substitution of biofertilizer were shown statistically.

Keywords

• Biofertilizer
• Chemical fertilizer
• Renewable energy

References

1. [1] Yüksel, I. Energy production and sustainable energy policies in Turkey. Renewable Energy 2010; 35, 1469-1476.
2. [2] Karayılmazlar, S., Saraçoğlu, N., Çabuk, Y., Kurt, R. Biyokütlenin Türkiye’de enerji üretiminde değerlendirilmesi. Bartın Orman Fakültesi Dergisi 2011; 13(19): 63-75.
3. [3] Yılmaz, M. Türkiye’nin enerji potansiyeli ve yenilenebilir enerji kaynaklarının elektrik enerjisi üretimi açısından önemi. Ankara Üniversitesi Çevrebilimleri Dergisi 2012; 4(2): 33-54.
4. [4] Koç, E., Şenel, MC. Dünyada ve Türkiye’de enerji durumu genel değerlendirme. Mühendis ve Makina Dergisi 2013; 54(639):32-44.
5. [5] Aybek, A., Üçok, S., İspir, MA., Bilgili, ME. Türkiye'de kullanılabilir hayvansal gübre ve tahıl sap atıklarının biyogaz ve enerji potansiyelinin belirlenerek sayısal haritalarının oluşturulması. NKÜ Tekirdağ Ziraat Fakültesi Dergisi (Journal of Tekirdag Agricultural Faculty) JOTAF 2015; 12(3).109-120.
6. [6] Kapluhan, E. Enerji coğrafyası açısından bir inceleme: Biyokütle enerjisinin dünyadaki ve Türkiye’deki kullanım durumu. Marmara Coğrafya Dergisi 2014; (30): 97-125.
7. [7] Akova, İ. Yenilenebilir enerji kaynakları. Ankara: Nobel; 2008. Yayın No: 1294, 224s.
8. [8] Bukvic, Z., Kralik, D., Tolisic, Z. Biomass methane. Energy efficiency and agricultural engineering. Conference procedings, 2002. Volume I, p264-270. Rousse, Bulgaria.

9. [9] Görmüş, C. Türkiye’deki hayvan gübrelerinin biyogaz enerji potansiyelinin belirlenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Namık Kemal Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 78. Tekirdağ. Türkiye, 2018.
10. [10] Yağlı, H., Koç, Y. Hayvan gübresinden biyogaz üretim potansiyelinin belirlenmesi: Adana ili örnek hesaplama. Çukurova Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 2019; 34(3), 35-48.
11. [11] Avcıoğlu, AO., Türker, U. Status and potential of biogas energy from animal wastes in Turkey, Renew. Sust. Energ. Rev; 2012; 16: 1557-1561.
12. [12] Bilgili, ME. Adana ilindeki biyokütle potansiyelinin elektrik enerjisi ikamesinde kullanım durumu. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 2020; 3(1), 41-47.
13. [13] Brady, NC. The nature and properties of soil. (10. Ed.) Newyork. MacMillan Publishing Co. Inc. 1990. ISBN: 0-02-313361-9.
14. [14] Sefeedpari, P., Pudełko, R., Jędrejek, A., Kozak, M., Borzęcka, M. To what extent is manure produced, Distributed, and potentially available for bioenergy a step toward stimulating circular bio-economy in Poland. Energies 2020. 13(23), 6266.
15. [15] EİE, Elektrik İşleri. Etüd İdaresi Genel Müdürlüğü. 2019. Ankara.
16. [16] Yetiş, AD., Gazigil, L., Yetiş, R. Çelikezen, B. Hayvansal atık kaynaklı biyogaz potansiyeli: Bitlis örneği. Akademik Platform Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi 2019. 7 (1): 74-78.
17. [17] Akbulut, A., Dikici, A. Elazığ ili’nin biyogaz potansiyeli ve maliyet analizi. Doğu Anadolu Bölgesi Araştırmaları Dergisi 2004. 2(2): 36-41.
18. [18] EPDK, Elektrik piyasası genel görünümü 2019 Yılı. 2019. Erişim tarihi ve adresi: 06/04/2021. https://www.epdk.gov.tr/Detay/DownloadDocument?id=GQ2DP33Goq4=
19. [19] Zabunoğlu, S., Karaçal, İ. Gübreler ve gübreleme. Ankara Üni. Zir. Fak. Yay, (993). Ders Kitabı, 293.329 s. 1986. Ankara.
20. [20] Tisdale, SL., Nelson, WL., Beaton, JD., Havlin, JL. Soil fertility and fertilizers. 5th (ed) MacMillan Publishing Company. New York. USA. 1995. 684p. ISBN: 0-02-420835-3
21. [21] Sabuncu, ÖC. Biyogaz üretiminin teknik, ekonomik ve çevresel analizi Doctoral dissertation, Yüksek Lisans Tezi, Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Çevre Mühendisliği Anabilim Dalı, Ankara. 2010.
22. [22] Kızılgöz, İ. Organik bitkisel üretimin vazgeçilmez girdisi: Ahır gübresi. Ziraat Mühendisliği Dergisi 2012; (358), 14-17.
23. [23] Murphy, JD., McKeogh, E., Kiely, G. Technical/economic/environmental analysis of biogas utilisation. Applied Energy 2004; 77(4), 407-427.
24. [24] Murphy, JD., Power, N. Technical and economic analysis of biogas production in Ireland utilising three different crop rotations. Applied Energy 2009; 86(1), 25-36.