Assessment of Biogas Potential in Batman and Its Economic Comparison with Alternative Energy Sources

Yıl 2025, Cilt: 4 Sayı: 2, 337 - 350, 26.06.2025

Süleyman Atılgan , Umut Ercan , Muzaffer Alım

https://doi.org/10.62520/fujece.1610687

Öz

The role of renewable energy sources in ensuring sustainability has become increasingly important as global energy demand continues to rise. However, many of these energy types have limited ability to meet energy demand alone due to their dependence on seasonal or geographic conditions. This challenge highlights the need for leveraging local energy resources, particularly in countries dependent on imported energy sources. Utilizing diverse and local energy sources is critical not only to reduce reliance on imported resources but also to promote energy diversification. From this perspective, biogas can be defined as one of the most accessible energy production technologies. This study conducts Net Present Value (NPV) and Levelized Cost of Electricity (LCOE) analyses for investments in biogas energy, geothermal energy, diesel fuel, fuel oil, and asphalted to help meet the growing energy demand. The research focuses on the economic evaluation of a biogas plant by utilizing organic waste potential in Batman province, aiming to identify the most suitable energy source among regional alternatives. For the biogas energy source, unit costs are calculated as 75.73 $/MWh at a 6% interest rate, 80.65 at 8%, 85.89 at 10%, and 91.41 at 12%. The biogas plant has a payback period of 10 years; after which it becomes profitable. Over its 20-year lifespan, the NPV is projected to reach approximately $1.3 million

Anahtar Kelimeler

Biogas, Energy economics, Net present value analysis, Biogas potential

Etik Beyan

It is not necessary to obtain approval from any ethics committee for the article being prepared. There are no conflicts of interest with any individual or institutions in relation to the content of the article.

Batman’daki Biyogaz Potansiyelinin Değerlendirilmesi ve Alternatif Enerji Kaynakları ile Ekonomik Karşılaştırması

Öz

Küresel enerji talebi artmaya devam ettikçe, yenilenebilir enerji kaynaklarının sürdürülebilirliği sağlamadaki rolü giderek daha önemli hale gelmiştir. Ancak bu enerji türlerinin birçoğunun mevsimsel veya coğrafi koşullara bağlı olması nedeniyle tek başına enerji talebini karşılama yeteneği sınırlıdır. Bu zorluk, özellikle ithal enerji kaynaklarına bağımlı ülkelerde, yerel enerji kaynaklarından yararlanma ihtiyacını ortaya çıkarmaktadır. Çeşitli ve yerel enerji kaynaklarının kullanılması, yalnızca ithal kaynaklara olan bağımlılığı azaltmak için değil, aynı zamanda enerji çeşitlendirmesini teşvik etmek için de kritik öneme sahiptir. Bu bakış açısından, biyogaz en erişilebilir enerji üretim teknolojilerinden biri olarak tanımlanabilir. Bu çalışma, artan enerji talebini karşılamak için biyogaz enerjisi, jeotermal enerji, dizel yakıtı, fueloil ve asfaltit yatırımları için Net Bugünkü Değer (NBD) ve Seviyelendirilmiş Enerji Maliyeti (LCOE) analizlerini incelemektedir. Batman ilindeki atık potansiyelinden yararlanan bir biyogaz tesisinin ekonomik değerlendirmesine odaklanarak, bölgesel alternatifler arasında en uygun enerji kaynağının belirlenmesi amaçlanmaktadır. Biyogaz enerji kaynağı için birim enerji maliyeti %6 faiz oranıyla 75,73$/MWh, %8 faiz oranıyla 80,65, %10 faiz oranıyla 85,89 ve %12 faiz oranıyla 91,41 olarak hesaplanmıştır. Biyogaz tesisinin 10 yıllık bir geri ödeme süresi olduğu tespit edilmiş ve 10 yıldan sonra yatırım kârlı hale gelmektedir. 20 yıllık ekonomik ömrü boyunca biyogaz yatırımının Net Bugünkü Değerinin yaklaşık 1,3 milyon dolara ulaşması öngörülmektedir.

Anahtar Kelimeler

Biyogaz, Enerji ekonomisi, Net bugünkü değer analizi, Biyogaz potansiyeli

Etik Beyan

Hazırlanan makale için herhangi bir etik kuruldan onay alınması gerekmemektedir. Makalenin içeriği ile ilgili olarak herhangi bir kişi veya kurumla çıkar çatışması bulunmamaktadır.

Kaynakça

• F. Ç. Kiliç, “Biyogaz, önemi, genel durumu ve Türkiye’deki yeri,” Renew. Energy World, vol. 8, no. 6, 2007. [Online]. Available: http://www.normenerji.com.tr/menuis/Biyogaz-onemi-durumu-yeri_04022012044242476508931.pdf (Visited on Jan. 15, 2024).
• T. Chowdhury et al., “Latest advancements on livestock waste management and biogas production: Bangladesh’s perspective,” J. Clean. Prod., vol. 272, p. 122818, 2020.
• H. Şenol, E. A. Elibol, Ü. Açıkel, and M. Şenol, “Türkiye’de biyogaz üretimi için başlıca biyokütle kaynakları,” Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilim. Derg., vol. 6, no. 2, pp. 81–92, 2017.
• A. Yılmaz, S. Ünvar, T. Koca, and A. Koçer, “Türkiye’de biyogaz üretimi ve biyogaz üretimi istatistik bilgileri,” Technol. Appl. Sci., vol. 12, no. 4, pp. 218–232, 2017.
• A. Yılmaz, “Türkiye’de biyogaz üretimi ve kurulu santrallerin ürettiği elektrik enerjisi,” Ecol. Life Sci., vol. 14, no. 1, pp. 12–28, 2019.
• A. Durmuş, U. Ercan, A. S. Avcı, M. A. Kallioğlu, and H. Karakaya, “Batman İli Enerji Profilinin Araştırılması,” Batman Üniversitesi Yaşam Bilim. Derg., vol. 7, no. 2/2, pp. 161–167, 2017.
• Ç. Işıkyürek, “Akdeniz Üniversitesi Merkez Kampüsünün Enerji İhtiyacını Karşılamaya Yönelik Biyogaz Tesisinin Tasarımı ve Tekno-Ekonomik Analizleri,” Ph. D. thesis, Akdeniz University, 2019.
• F. Arıcı, Z. Karakuzulu, and M. Dumansızoğlu, “Doğu Anadolu Bölgesinin Biyogaz Enerji Potansiyeli,” The Journal of Academic Social Science, 2024.
• A. Aybek, S. Üçok, M. E. Bilgili, and M. A. İspir, “Kahramanmaraş ilinde bazı tarımsal atıkların biyogaz enerji potansiyelinin belirlenerek sayısal haritalarının oluşturulması,” Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Derg., vol. 29, no. 2, 2015.
• P. Abdeshahian, J. S. Lim, W. S. Ho, H. Hashim, and C. T. Lee, “Potential of biogas production from farm animal waste in Malaysia,” Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 60, pp. 714–723, 2016.
• M. Taşova, “Kümes Hayvanları Atıklarının Biyogaz Üretim Potansiyelinin Belirlenmesi: Tokat İli Örneği,” Kafkas Üniversitesi Fen Bilim. Enstitüsü Derg., vol. 10, no. 2, pp. 296–303, 2017.
• C. Karaca, “Hatay ilinin hayvansal gübre kaynağından üretilebilir biyogaz potansiyelinin belirlenmesi,” Mustafa Kemal Üniversitesi Ziraat Fakültesi Derg., vol. 22, no. 1, pp. 34–39, 2017.
• S. Kocabey, “Balıkesir İli İçin Hayvansal Atık Kaynaklı Biyogaz Potansiyelinin Belirlenmesi,” Eur. J. Sci. Technol., pp. 234–243, Dec. 2019.
• S. Atılğan and A. Yılmaz, “Mardin İlinin Hayvansal Gübre Kaynaklı Biyogaz Potansiyelinin Belirlenmesi,” Mühendis ve Makina, vol. 62, no. 704, pp. 429–445, 2021.
• M. Khalil, M. A. Berawi, R. Heryanto, and A. Rizalie, “Waste to energy technology: The potential of sustainable biogas production from animal waste in Indonesia,” Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 105, pp. 323–331, 2019.
• M. Parsaee, M. K. D. Kiani, and K. Karimi, “A review of biogas production from sugarcane vinasse,” Biomass Bioenergy, vol. 122, pp. 117–125, 2019.
• I. M. Nasir, T. I. M. Ghazi, R. Omar, and A. Idris, “Anaerobic digestion of cattle manure: Influence of inoculums concentration,” Int. J. Eng. Technol., vol. 10, no. 1, pp. 22–26, 2013.
• A. Abraham et al., “Pretreatment strategies for enhanced biogas production from lignocellulosic biomass,” Bioresour. Technol., vol. 301, p. 122725, 2020.
• M. Dehhaghi, M. Tabatabaei, M. Aghbashlo, H. K. S. Panahi, and A.-S. Nizami, “A state-of-the-art review on the application of nanomaterials for enhancing biogas production,” J. Environ. Manage., vol. 251, p. 109597, 2019.
• K. Obileke, K. Makaka, G. Nwokolo, N. Meyer, E. L. Mukumpa, and P. Kat, “Economic analysis of biogas production via biogas digester made from composite material,” ChemEngineering, vol. 6, no. 5, p. 67, 2022.
• M. Muharia, M. Khotimal, D. R. Fitria, P. Andika, K. A. Isnan, and A. Badril, “Techno-Economic Analysis of biogas production from cow manure,” Jurnal Teknik Kimia dan Lingkungan, vol. 8, no. 1, pp. 1–13, 2024.
• D. Ogrodowczyk, T. Olejnik, M. Kaźmierczak, S. Brzeziński, and A. Baryga, “Economic analysis for biogas plant working at sugar factory,” Biotechnology and Food Science, vol. 80, no. 2, pp. 129–136, 2016.
• A. Al-Wahaibi, A. I. Osman, A. A. H. Al-Muhtaseb, O. Algaisi, M. Baawain, S. Fawzy, and D. W. Rooney, “Techno-economic evaluation of biogas production from food waste via anaerobic digestion,” Scientific Reports, vol. 10, no. 1, p. 15719, 2020.
• B. Kat, “Clean energy transition in the Turkish power sector: A techno-economic analysis with a high-resolution power expansion model,” Util. Policy, vol. 82, p. 101538, 2023.
• B. Bharathiraja, T. Sudharsana, J. Jayamuthunagai, R. Praveenkumar, S. Chozhavendhan, and J. Iyyappan, “Biogas production–A review on composition, fuel properties, feed stock and principles of anaerobic digestion,” Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 90, April, pp. 570–582, 2018.
• T.C. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı, URL: https://www.enerji.gov.tr/ (Visited on Mar. 15, 2024).
• İ. Akova, Yenilenebilir enerji kaynakları. Nobel Yayın Dağıtım, 2008.
• N. N. Koçer, C. Öner, and İ. Sugözü, “Türkiye’de hayvancılık potansiyeli ve biyogaz üretimi,” Fırat Üniversitesi Doğu Araştırmaları Derg., vol. 4, no. 2, pp. 17–20, 2006.
• S. O. Dahunsi, S. Oranusi, and V. E. Efeovbokhan, “Optimization of pretreatment, process performance, mass and energy balance in the anaerobic digestion of Arachis hypogaea (Peanut) hull,” Energy Convers. Manag., vol. 139, pp. 260–275, May 2017.
• P. K. Mahla, P. C. Vithalani, and N. S. Bhatt, “Biomethanation: Advancements for Upgrading Biomethane Using Biogas Technologies,” in Industrial Microbiology and Biotechnology, P. Verma, Ed., Singapore: Springer Singapore, 2022.
• Batman İl Tarım ve Orman Müdürlüğü, URL: https://batman.tarimorman.gov.tr/ (Visited on Mar. 15, 2024).