Türkiye Genelinde En Çok Yetiştirilen Tarımsal Ürünlerin Atıklarının Biyogaz Potansiyelinin Belirlenmesi

Öz

Biyobozunur atıklardan biyogaz üretimi, enerji eldesi yanında atıkların yönetimi için çevreci bir çözüm sunmaktadır. Bu çalışmada, ülkedeki en yüksek ekim alanı ve enerji verimine sahip tarımsal ürünlerin atıklarının enerji potansiyeli, Türkiye İstatistik Kurumu verilerinden yola çıkılarak hesaplanmıştır. Tarım arazileri, Türkiye topraklarının %30.40'ını oluşturmaktadır. Bu arazilerin büyük kısmında (%66.44) tahıl ve diğer ürünler ekilmekte, %15.81'i nadasa bırakılırken, %3.40'ında sebze, %14.30'unda meyve, içecek, baharat ve %0.02'sinde süs bitkileri ekim alanları yer almaktadır. TÜİK 2017 verilerine göre ülkemizde 76990818 dekara buğday, 11253140 dekara mısır, 24396791 dekara arpa, 7796217 dekara ayçiçeği ve 5018534 dekara pamuğun ekildiği görülmektedir. Ülkemizde tarımsal atıklardan elde edilebilecek toplam biyogaz 240673168 m3/yıl’dır. Bu değerden yola çıkılarak hesaplanan tarımsal atıklardan elde edilebilecek biyogaz enerjisi eşdeğerinin 5463.19 TJ/yıl (130460.98 TEP/yıl) olduğu belirlenmiştir. Tarımsal atıklarından biyogaz üretilmesiyle sağlanacak enerji eşdeğerinin, enerji ihtiyacının anlamlı bir yüzdesini karşılayabileceği şehir Şanlıurfa olarak belirlenmiştir. Elektrik ihtiyacı nispeten düşük olan Şanlıurfa’da elektrik ihtiyacının %21.16’sının biyogaz enerjisi eşdeğeri ile karşılanabileceği belirlenmiştir. Konya’da elektrik ihtiyacının %16.86’sının, Adana’da %13.48’inin, Tekirdağ’da %11.24’ünün ve İzmir’de %3.14’ünün biyogaz enerjisi eşdeğeri ile karşılanabileceği belirlenmiştir. Tarımsal artıklardan elde edilecek biyogaz eşdeğerinin elektrik ihtiyacını hangi yüzdede karşılayacağı, biyogaz tesisi yer seçiminde oldukça önemli bir ölçüt olarak değerlendirilmektedir.

Anahtar Kelimeler

• Atık yönetimi
• Biyogaz
• Tarımsal atık

Determination of Biogas Potential of Agricultural Residue from Agricultural Product Having High Cultivation Rate in Turkey

Öz

Biogas production from biodegradable residues, provide environmental solution for waste management beside energy recovery. In this article, energy potential of agricultural residue having high cultivation and energy capacity was estimated based on Turkish Statistical Institute data. Agricultural land constitutes 30.40% of Turkey's whole lands. Cereals etc. are cultivated (66.44%) in large part of agricultural land. 15.81% of land is left as fallow land, 14.30% is used for fruit, beverage and spices (herbs), 3.40% for vegetables, 0.02% for ornamental plant. Wheat is cultivated in 76990818 decare, barley in 24396791 decare, corn in 11253140 decare, sunflower in 7796217 decare and cotton in 5018534 decare as reported by TSI 2017. Calculated total biogas from agricultural residues is 240673168 m3/year in Turkey. Biogas energy equivalent was determined as 5463.19 TJ/year (130460.98 TEP/year). In this study, the province where energy consumption can be met at highest rate was determined as Şanlıurfa (21,16%). This phenomeon can be explained by low electricity demand of Şanlıurfa. Following Şanlıurfa, the rates of providing electricity consumption are Konya (16.86%), Adana (13.48%), Tekirdağ (11.24%) and İzmir (3.14%), respectively. Compensation percent of energy demand is considered as a very important criteria choosing place for biogas plant.

Anahtar Kelimeler

• Waste management
• biogas
• agricultural residue

Kaynakça

1. [1]. Ambrose, H. W., Philip, L., Suraishkumar, G.K., Karthikaichamy, A., Sen, T.K., “Anaerobic co-digestion of activated sludge and fruit and vegetable waste: Evaluation of mixing ratio and impact of hybrid (microwave and hydrogen peroxide) sludge pre- treatment on two-stage digester stability and biogas yield”, Journal of Water Process Engineering, 2020, 37: 101498.
2. [2]. NRCS, The U.S. Department of Agriculture Natural Resources Conservation Service (NRCS). https://lpelc.org/animalagriculture-in-the-u-s-trends-in-production-and-manure-management/ Erişim Tarihi: 17 Haziran 2019.
3. [3]. Sözer, S. & Yaldız, O., “Muz serası atıkları ve sığır gübresi karışımlarından mezofilik fermantasyon sonucu üretilebilecek biyogaz miktarının belirlenmesi üzerine bir araştırma”, Akdeniz Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 2011, 4(2): 75–78.
4. [4]. Shetty D. J., Kshirsagar P., Tapadia-Maheshwari S., Lanjekar V., Singh S. K., Dhakephalkar P. K., “Alkali pretreatment at ambient temperature: A promising method to enhance biomethanation of rice straw”, Bioresource Technology, 2017, 226 (1): 80-88.
5. [5]. Zheng M., Li X., Li L., Yang X., He Y., “Enhancing anaerobic biogasification of corn stover through wet state NaOH pretreatment, Bioresource Technology, 2009. 100 (21): 5140-5145.
6. [6]. Kocabey, S., “Balıkesir ili için hayvansal atık kaynaklı biyogaz potansiyelinin belirlenmesi”, European Journal of Science and Technology, 2019, 17: 234-243.
7. [7]. Atılgan, A., Saltuk, B.,Ertop, H., Aksoy, E., “Sera atıklarından biyogaz enerji potansiyelinin belirlenerek sayısal haritalarının oluşturulması: Antalya ili örneği”, Euroasia Journal of Mathematics, Engineering, Natural & Medical Sciences, 2020, 7(12): 19-30.
8. [8]. Görgülü, S., “ Burdur ilinin hayvansal ve bazı tarımsal atık kaynaklı biyogaz potansiyelinin belirlenmesi”, El-Cezeri Journal of Science and Engineering, 2019, 6(3): 543-557.

9. [9]. Baban, A., Timur, H., Cılız, N., Olgun, H., Akgün, F., “Kümes ve ahır gübrelerinin geri kazanılması ve bertarafı projesi”, Final Raporu, TÜBİTAK-MAM, 2001. http://www.biyogazder.org/makaleler/mak38.pdf. [Erişim Tarihi: 4.11.2018].
10. [10]. Kanat G., Ergüven G., “Importance of solid waste management on composting, problems and proposed solutions: The Case of Turkey”, European Journal of Science and Technology, 2020, 19: 66-71.
11. [11]. Akyürek, Z., “ Energy recovery and greenhouse gas emission reduction potential of bio-waste in the Mediterranean region of Turkey”, El-Cezeri Journal of Science and Engineering, 2019, 6(3): 482-490.
12. [12]. Topçu, C., Türtük Yünsel, D. (2012). Yenilenebilir Enerji Raporu, Çukurova Kalkınma Ajansı, Adana.
13. [13]. Enerji ve Tabi Kaynaklar Bakanlığı. (2018). http://www.enerji.gov.tr/tr-TR/Sayfalar/Biyokutle [Erişim Tarihi: 11.09.2018].
14. [14]. T.C. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı. (2011). Türkiye’de hayvansal atıkların biyogaz yoluyla kaynak verimliliği esasında ve iklim dostu kullanımı projesi (Türk-Alman Biyogaz Projesi), Ankara.
15. [15]. Türkiye İstatistik Kurumu (TUİK-2017 verileri). https://biruni.tuik.gov.tr/medas/?kn=92&locale=tr [Erişim Tarihi: 27.10.2018]
16. [16]. Başçetinçelik, A., Öztürk, H., Karaca, C., Kaçıra, M., Ekinci, K., Kaya, D., Baban, A., Güneş, K., Komitti, N., Barnes, I., Nieminen, M. (2006). A Guide on exploitation of agricultural residues in Turkey, Final Report Annex XIV, LIFE 03 TCY/ TR /000061, Adana.
17. [17]. Aybek, A., Üçok, S., Bilgili, M., İspir, M., “Kahramanmaraş ilinde bazı tarımsal atıkların biyogaz enerji potansiyelinin belirlenerek sayısal haritalarının oluşturulması”, Uludağ Üniversitesi, Ziraat Fakültesi Dergisi, 2015, 29(2): 25-37.
18. [18]. Acaroğlu, M., “Alternatif Enerji Kaynakları”, Nobel Yayın No: 1253, Ankara, 2007.
19. [19]. Öztürk, H., “Yenilenebilir Enerji Kaynakları ve Kullanımı”, Teknik Yayınevi, Ankara, 2008.
20. [20]. T.C. Enerji Piyasası Düzenleme Kurumu. (2019). Elektrik Piyasası Sektör Raporu. https://www.epdk.org.tr/Detay/DownloadDocument?id=GWHnLpVA2qk= [Erişim Tarihi: 03.04.2019].