Türkiye'nin hayvansal gübre kaynaklı sera gazı emisyonları durumu ve biyogaz enerjisi potansiyeli
The status of ghgs emissions and the potential of biogas energy from livestock manure in Turkey
Yazar: ALİ ERDİNÇ ERSOY
Danışman: PROF. DR. AYŞENUR UĞURLU
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Sera gazları şu an yaşanmakta olan küresel boyuttaki iklim değişikliğinin en başlıca sebeplerinden biri olarak gösterilmektedir. Hayvancılık faaliyetleri de önemli bir sera gazı emisyon kaynağıdır. Metan ve nitröz oksit gibi iki önemli sera gazı hayvancılık faaliyetleri sonucu atmosfere salınır. Türkiye hayvan sayısı bakımından dünyada önemli bir ülkedir. FAO verilerine göre 2014 yılında Türkiye, sığır hayvanı sıralamasında dünyada 23. sırada yer almıştır. Fakat ülkemizde doğru bir hayvancılık modelinin henüz yeterli düzeyde uygulanamıyor olması sera gazı emisyon miktarının artarak devam ettiğini göstermektedir. Türkiye'de 2015 yılında, IPCC 2006 kılavuzu referans alınarak yapılan sera gazı emisyon hesaplamalarında 15.30 bin ton/yıl N2O, 1.38 milyon ton/yıl CH4 emisyonu hayvansal faaliyetler sonucu üretilmiştir. Konya ili hayvan sayısı ve iklim şartlarının emisyon salınımına uygun olması sebebiyle her iki emisyon türünde ilk sırada yer almaktadır. Uygun gübre depolama yerleri ve kısa süreli depolamalar gibi doğru bir hayvancılık modeli ile N2O emisyonları azaltılabilir, CH4 emisyonu ise doğru yatırımlarla biyokütle yani biyogazenerjisine dönüştürülebilir. Biyokütle enerjisi, yenilenebilir enerji türlerinden biridir. Biyogaz ise, biyokütlenin gaz haline getirilmiş temelde 55-70% CH4, 25-45% CO2 ve eser miktarda H2, H2S, NH3, N2 ve O2 gibi gazları ve su buharı içeren ve önemli derecede elektrik ve ısı üretim potansiyeline sahip bir gazdır. Biyogaz, her tür organik madde ihtiva eden atıklardan elde edilebilir. Özellikle, dünyada biyogaz eldesi; evsel katı atık depolama alanlarından, atık su arıtma tesislerinden, tarım ve hayvansal atıklardan, gıda endüstrisi atıklarından elde edilmektedir. Türkiye, bahsedilen her tür atığın üretildiği önemli bir potansiyele sahip bir ülkedir. Hayvancılığın ise Türkiye'nin en önemli geçim kaynaklarından biri olduğu düşünülürse, hayvancılık atıklarının büyük bir elektrik enerjisi potansiyeline sahip olduğu ortadadır. Türkiye'deki gübre toplanabilirliği olan büyükbaş, küçükbaş, kümes ve tek tırnaklı hayvanların sayıları ışığında oluşan gübre miktarlarına göre hesaplanan biyogaz potansiyelleri iki farklı senaryo üzerinden hesaplanmıştır. Birinci senaryoda gübre toplama oranı 100% kabul edilmiş ve Türkiye'nin teorik biyogaz potansiyeli hesaplanmıştır. İkinci senaryoda ise gübre toplama oranı her hayvan türüne göre farklı değerler alınarak uygulanabilir biyogaz potansiyeli hesaplanmıştır. Türkiye'deki teorik biyogaz potansiyeli 8.41 milyar m3/yıl, uygulanabilir biyogaz potansiyeli ise 4.18 milyar m3/yıl olarak hesaplanmıştır. Bu miktarların sırasıyla Türkiye'nin 2015 yılı kişi başı toplam elektrik ihtiyacının 4%'lük ve 2%'lik, elektrik dağıtım şirketleri aracılığıyla tüketilen toplam elektrik enerjisi miktarının ise yaklaşık 4.6% ve 2.3%'lük kısımlarını karşılayabilecek potansiyelleri olduğunu göstermektedir.

Abstract:
GHGs are one of the main reasons for the climate change our universe that is currently facing. Animal husbandry is an important source of GHGs emission. Essential GHGs emissions such as Methane and Nitrous oxide are released to the atmosphere due to livestock activities. Turkey holds great potential regarding animal population in the world. According to FAO data, Turkey was ranked 23rd with regard to the population at cattles worldwide in 2014. However, since proper livestock modeling has not yet been implemented in Turkey, it appears that GHGs emissions continue to increase. Calculations based on the IPCC 2006 Guidelines demostrate that 15.30 thousand tonnes of Nitrous oxide and 1.38 million tonnes of Methane were released in the year of 2015 due to livestock activities in Turkey. Having a high number of animal population and proper climate conditions, the Turkish city of Konya constitutes the leader in GHGs emissions derived from livestock activities. Nitrous oxide emissions can be decreased through proper animal modeling methods such as suitable manure storage places and short storage periods. Methane, on the other hand, can be converted into biogas energy with right investments. Biomass energy represents another renewable energy sources. Biogas is the gas state of biomass, which is 55-70% of methane, 25-45% of carbon dioxide and trace of hydrogen, hydrogen sulphide, ammonia, nitrogen and oxygen and water vapour and which carries a great potential for electricity and heat generation. Biogas can be obtained through various kinds of sources that contain organic matter. Primary sources include municipal landfill areas, wastewater treatment plants, agricultural residues, animal manure, food industries, etc. Turkey holds a vast potential regarding each type of waste that can be used in obtaining biogas. As livestock is the most important livelihood in Turkey, it is no surprise that animal manure has a significant biogas potential. This study has calculated the biogas potential of Turkey by using two different scenarios, based on manure amounts obtained from farm animal offering easy collectability such as bovines, ovines, poultries and equidae. The first scenario based on 100% manure collectability. According to the first scenario based on 100% manure collectability results, Turkey has about 8.41 billion m3 per year of theoretical biogas potential. The second scenario, based on the different rates of manure collectible of each animal type, shows that Turkey has about 4.18 billion m3 per year of feasible biogas potential. These values correspond to, 4% and 2% respectively of Turkey's total annual per capita electricity needs and 4.6% and 2.3% respectively of Turkey's total electricity consumption through electricity distribution companies in 2015.