Türkiye'de beyaz eşya sektöründe döngüsel ekonomi yaklaşımları
Circular economy approaches for white goods sector in Turkey
Yazar: MURATCAN BAŞKURT
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MAHMUT EKREM KARPUZCU
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Çevre Bilimleri, Mühendisliği ve Yönetimi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Akarsu havzaları = Stream basins ; Beyaz eşya = White goods ; Beyaz eşya sektörü = White goods sector ; Endüstriyel atıklar = Industrial wastes ; Endüstriyel simbiyoz = Industrial symbiosis ; Ergene havzası = Ergene basin ; Geri dönüşüm =   ; Küresel ısınma = Global warming ; Rijit poliüretan = Rigid polyurethane ; Sakarya havzası = Sakarya basin

Özet:
Doğal kaynakların kullanım hızı, dünya nüfusundaki yükselişle birlikte sürekli artmaktadır. 2050'ye kadar dünya nüfusunun 9.2 Milyar kişiye erişmesi beklenmektedir. Günümüzde 3.6 milyar kişi olan orta sınıf nüfusun 2030'a kadar 5.3 Milyar kişiye erişmesi beklenmektedir. Yaşam standartlarının gelişmesiyle, tüketim ve talep artışı oluşacağı öngörülmektedir. 2030'a kadar, gıdaya %35, suya %40, enerjiye %50 talep artışı beklenmektedir. Doğal kaynaklar bu hızla tüketilmeye devam edemeyeceği için, ürünler ve materyallerin ekonomiye geri kazandırılması gerekmektedir.Mevcut durumda dünyanın taşıma kapasitesinin 1.75 katı tüketilmektedir; bu da doğal kaynakların normalden %75 daha fazla kullanılması anlamı taşımaktadır.
Günümüzde mevcut yaklaşım, "doğrusal ekonomi" ya da "geri dönüşüm ekonomisi" olarak adlandırılmaktadır. Doğrusal ekonomi, "çıkart, üret, dağıt, tüket, at" aşamalarını içerir ve sürdürülebilir bir model değildir. Döngüsel ekonomi ise, ekonomik olarak büyürken doğal kaynak tüketiminin azalmasına yani ayrıklaşmasına odaklanır. Sosyal faydaları göz önünde bulundurur. Atık kavramını yeniden ele alır, atığa bir değer olarak bakar ve geri kazanım, geri dönüşüm, yeniden kullanım, tamir, kullanım ömrünü uzatma gibi pek çok kavramı barındırır. Döngüsel ekonomi, değer döngüsü içerisinde döngüsel girdiler, paylaşım plaftormları, ürünün yaşam döngüsünün uzatılması, kaynak kullanım/ geri kazanımı, ürün olarak hizmet iş modellerini içerir. Bu iş modellerinden döngüsel girdiler, ürün yaşam döngüsünün uzatılması ve kaynak kullanımı/geri kazanımı üretime odaklanır, diğer 2 iş modeli (paylaşım platformları ve ürün olarak hizmet) ise tüketime ve ürünle tüketici arası ilişkiye odaklanır. Ürün olarak hizmette, ürünün farklı seçeneklerle birden fazla kişiye sunulmasını içerir. Bu yaklaşımda "tüketici" kavramı artık "kullanıcı"ya dönüşmektedir. Ürün olarak hizmet yaklaşımı, kullanım başına ödeme (ürün satınalımı yerine ürünün kullanıldığı kadar ödeme prensibi), finansal kiralama (ürünün bir aydan çok daha uzun süreli kullanımı için ürün haklarının satınalınması), kiralama (ürünün 1 ay ve daha kısa süreli ürün haklarının satınalınması) ve performans üzerinden anlaşma (müşterilerin üretici tarafından belirlenen kalite ve hizmet düzeyinin satınalınması) alt başlıklarını içerir.
Döngüsel ekonomi yaklaşımının benimsenmesi ile 2030'a kadar global karbon emisyonlarında %48'e varan azaltım, gıda sektörü ile bağlantılı sağlık maliyetlerinde 500 Milyar $ tasarruf sağlanabilir. Tezde de Türkiye'nin en büyük sektörlerinden biri olan beyaz eşya sektöründe döngüsel ekonomi uygulamalarına odaklanılmıştır. Beyaz eşya sektörü, 25 milyon ürün adetlik üretimiyle Avrupa'da lider üretici durumundadır.2019 itibariyle 28 Milyon beyaz eşya üretilmiş, 22 milyon beyaz eşya ise ihraç edilmiştir. Kullanım ömürlerini tamamlayan beyaz eşyaların atık elektrikli ve elektronik eşya olarak adlandırılır. Türkiye'de atık elektrikli ve elektronik eşyaların 2024 yılında 672 bin tona ulaşması beklenmektedir. Bu sebeple, Türkiye için döngüsel ekonomi iş modellerinden özellikle "Ürün olarak Hizmet" modelinin yaygınlaştırılması gerekmektedir. Bu model ile ürün yaşam döngülerinin uzatılması ve böylelikle atık elektrikli ve elektronik eşya miktarının azaltılması, ürünün maksimum süreyle kullanımda tutulması ve şirketlerin de ürün başına elde ettiği gelirlerin artması sağlanacaktır. Yaşam döngüsünü tamamlamış ürünlerin ekonomiye geri kazandırılması oldukça önemlidir. Bu nedenle, endüstrilerde döngüsel ekonomi uygulamalarının çoğaltılması büyük önem arz etmektedir. Üretim tesislerinden çıkan atıkların önce kaynağında engellenmesi; kaynağında engellenemiyorsa da minimize edilmesi esastır. Hammadde yerine geri dönüştürülmüş malzeme kullanımının arttırılması döngüsel ekonominin en büyük prensibidir. Bu kapsamda ürün, hizmet, atık, enerji, su gibi başlıklarda endüstriyel simbiyoz uygulamalarının çoğaltılması döngüselliğin arttırılmasını sağlar. Bu kapsamda, buzdolabı üretiminden kaynaklanan atık poliüretanların farklı sektörlerde kullanımı da tez kapsamında değerlendirilmiştir. Dünya genelinde poliüretan atığının %40'ından fazlasının yakıldığı, yalnızca %30'unun geri dönüştürüldüğü bilinmektedir. Atık poliüretan, asfalt karışımına eklenerek daha sert ve daha az boşluklu asfalt elde edilebilir. Aynı zamanda atık poliüretanlar, termal izolasyon malzemesi olarak kaplamada kullanılabilir. Yapılan ön çalışmada, poliüretan atıkları hafif beton üretiminde kullanılmıştır ve ön çalışmaların taşıyıcı olmayan hafif beton üretiminde kullanılma potansiyeli olduğu da görülmüştür.
IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change, Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli)'nin en son yayınladığı rapora göre, küresel ısınma mevcut hızla sürerse, 2030-2052 arasında sıcaklıkta 1.5 santigrat derece artışın kaçınılmaz olacağı, ayrıca 2100'e kadar 3 ila 5 santigrat derece daha sıcak olacağı vurgulanmıştır. 1.5 santigrat derecelik ısınmanın ekonomik etkilerinin 2100 yılına kadar 54 Trilyon Dolara ulaşması beklenirken, bu etki 2 santigrat derecelik ısınmada 69 Trilyon Dolara ulaşmaktadır. Bu nedenle iklim değişikliği artık "iklim krizi" olarak ele alınmalıdır ve küresel iklim hedeflerine ulaşılması için döngüsel ekonomi temel bir araç olarak kullanılmalıdır. Doğrusal ekonomiden döngüsel ekonomiye geçişin emisyonların minimize edilmesi açısından en önemli adım olduğu belirtilmektedir. CDP (Karbon Saydamlık Projesi), şirketleri su alanında aksiyon almaya teşvik etmektedir. Suyun  verimli kullanılması, suyun geri dönüşümü ve yeniden kullanımı sağlanması için yenilikçi yöntemlere ihtiyaç vardır. Bu da ancak geniş bir perspektifle olabilir. Tüm şirketler, su kalitesi ve suya olan erişilebilirliğe etkilerini azaltmak ve en aza indirmek için etkili ve gerçekçi hedefler koymalıdır. Hedefler uzun vadeli olmalıdır çünkü üretim yapan şirketler, üretime devam ederken aynı zamanda bulundukları havzanın suyunu tüketmektedir. Bu nedenle şirketler büyümeyi hedeflerken su tüketimlerinin yaratacağı etkileri de azaltmayı hedeflemelidir. Bu hedefler, üretim yaptıkları havzalara bağlı olarak değişir. Bu nedenle havza bazlı yaklaşım gereklidir. Dünya genelinde, üretim yapan şirketler üretim yaptıkları havzada yarattıkları su stresini azaltmak, uzun vadeli su risklerini minimize etmek için pek çok aksiyon almaktadır. Bu aksiyonların çoğunun altyapı yatırımlarının arttırılması olduğu görülmüştür. Çok az sayıda şirket tükettikleri su için birim su tüketimi başına ek su bedeli (kavramsal ücretlendirme) koymuş, üretim yaptıkları havzalarda fiziksel su stresine göre değişen teorik bir yaklaşım belirlemiştir. Bu kavramsal ücretlendirme, şirketin farklı havzalarda yaptığı üretimler için ödediği faturalarda meydana gelebilecek tarife değişikliklerine karşı geliştirdiği bir senaryo analizi olarak belirtilmiştir.
Üretim yapan bir fabrikanın, üretim yaptığı havzalarda tükettiği suyun (şebeke suyu, kuyu suyu, yağmur suyu, geri dönüştürülmüş su, arıtılmış atıksu vb.), şirkete olan "gerçek bedelinin" çevresel ve sosyal faktörlerin de göz önüne alınarak belirlenmesi "suyun gerçek bedelinin belirlenmesi" anlamına gelmektedir. İklim değişikliğinin su kaynaklarına etkisi düşünüldüğünde, havza özelinde ayrı tedbirler alınmalıdır. Bunun için, öncelikle havza genelinde durum analizi yapılmalı, endüstriler ve faaliyetleri belirlenmelidir. Endüstriler de iklim değişikliği sebebiyle oluşabilecek iş kesintisi risklerini minimize etmek için iklim değişikliği ile bağlantılı risk analizi çalışmalarını tamamlamalıdır. Bu çalışmanın Türkiye için de yapılması çok büyük önem arz etmektedir, bu tez kapsamında da bu konuya odaklanılmış ve bir metodoloji geliştirilmiştir. Bu bağlamda, Türkiye'de beyaz eşya üretimi yapılan havzalar belirlenmiş, bu havzaların 2 tanesi için metodoloji çalışılmıştır. Sakarya ve Ergene Havzasına odaklanılan vaka analizinde suya ödenen bedele ek olarak "gölge fiyat" yaklaşımı geliştirilmiş, her iki havzanın da su stresi projeksiyonu yapılmış ve suyun gerçek bedeli belirlenmiştir. Bu çalışma ile şirketlerin su risklerini minimize etmesi, suyun gerçek bedelinin belirlenmesi, su yatırımlarında geri dönüş sürelerinin gerçek ve doğru şekilde hesaplanması, oluşturulabilecek bir "su fonuna" belirli bir bütçe aktarılması ve sonrasında bu bütçenin sadece su projeleri için harcanmasında kullanılması önerilmektedir. Çalışmada Aqueduct Water Risk Atlas modeli kullanılarak havzaların mevcut su stresi, gelecek su stresi, mevsimsel değişimler, gelecekte su temini ve ihtiyacı belirlenmiştir. Buna göre tezde çalışılan Sakarya ve Ergene havzalarının su stres puanları sırasıyla 2,56/5 ve 2,60/5 olarak belirlenmiştir. Havzadaki mevcut durum ve gelecek durum senaryoları yapıldıktan sonra fabrikalardan; yıllık üretilen ürün adedi, tüketilen şebeke ve kuyu suyu miktarı, geri kazanılan yağmur suyu/atıksu miktarı, şebeke ve kuyu suyu için ödenen fatura bedeli, atıksu bağlantı bedeli, atıksu arıtma tesisi kimyasal kullanım ve elektrik tüketim miktarları, işletmelerin üretim için koydukları su hedefleri ve gerçekleşme durumu, kuyu suyu pompaj maliyeti ve su şartlandırma ünitesi maliyetleri ile çamur bertaraf ve nakliye maliyetleri ile atıksu arıtma tesisi bakım, onarım ve ekipman değişim maliyetleri toplanmalıdır. Üretim yapan şirketler için kuyu ve şebeke suyu tüketimleri için ayrı ayrı "gölge fiyat" belirlenmiştir. Bu gölge fiyatlar, tükettikleri su için ödedikleri su fatura bedellerine ek olarak, havza su stres skorları ile paralel şekilde, kuyu suyu için 0,2-1 TL/m3 şebeke suyu için 0,1- 0,5 TL/m3 arasında değişecek şekilde belirlenmiştir. Her bir tesis için gölge fiyatlar ve diğer kalemler kullanılarak suyun gerçek bedeli belirlenmiştir.

Abstract:
Consumption of the natural water resources has been rapidly accelerated in accordance with the increase in the world's population. It is expected that the world's population will be 9.2 billion by 2050, while middle class will be 5.3 billion by 2030 which is 3.5 billion now. It is predicted that consumption and demand will increase due to high living standards. It is anticipated that demand on food, water and energy will increase by 35%, 40% and 50 % respectively by 2030. Thus, materials and products should be recycled back to economy since we have limited natural resources. Currently, the world's carrying capacity is consumed 1.75 times higher, which means 75% more natural resource consumption than usual consumption.
Current economic model is known as "linear economy" or "recycling economy". Linear economy includes "extract, produce, distribute, consume, send to landfill" and it is not a sustainable model. Circular economy is a model focusing on decoupling which means reducing natural resource consumption while growing economically. Circular economy takes social benefits into consideration and re-evalute waste as a "value". It includes many concepts such as recovery, reuse, recycling, repair, extension of product use and business models such as circular inputs, sharing platforms, extension of product life cycle, resource recovery, and product as a service. Circular inputs mainly focus on extension of product life cycle and resource recovery. Sharing platforms and product as a service adress consumption and relationship between consumer and producer. Product as a service involves offering the product to more than one person with different options. In this approach, the "consumer" concept has been transformed into "user". It contains "pay per use model" which is paying what is used instead of purchasing the product, "financial renting, or financial leasing model" which is purchasing product rights to use product more than 1 month, "leasing model" which is purchasing product rights to use product equal to and less than 1 month, "deal with performance model" which is purchasing the quality and service level of users determined by the manufacturer.
With the adoption of ciruclar economy approach, up to 48% reduction in global carbon emissions can be achieved by 2030 while savings of $500 billion can be achieved in healthcare costs associated with food industry. This study mainly focuses on white goods manufacturing sector which is one of biggest sectors in Turkey. Turkey is a leader white goods manufacturer in Europe. In 2019, 28 Million white goods were produced and 22 Million white goods were exported to other countries. At the end of their life cycle, electrical and electronic equipments (EEE) were turned into waste electrical and electronic equipmens, also known as "e-waste" or "WEEE". In Turkey, WEEE amount is expected to reach 672.000 tones by 2024. For this reason, product as a service model should be investigated and applied in Turkey. With product as a service model, product life cycle will be expanded; amount of waste electrical and electronic equipment will be decreased, product use will be kept at maximum time   frame, producers will have higher profits arising from each single product due to using a single product by more than one single user. Recycling back to economy has a crucial importance for products that are at the end of their life cycle. Furthermore, applications of circular economy in Turkey play an important role. Prevention of waste arising from production, minimizing waste at their source if waste generation is not prevented at their source is essential and recycled material usage instead of virgin material usage is first principle for circular economy. In this context, maximizing industrial symbiosis in the fields of product, service, waste, energy and water leads to back up increasing circularity.
In this thesis, a preliminary study has been conducted in refrigerator production as a case study. Polyurethane waste arising from refrigerator production has been invesgated for potential use in other sectors. It is known that polyurethane wastes are currently managed mainly by incinerating more than 40%, and only 30% of wastes are recycled. Waste polyurethane can be added into asphalt mixture such that harder and a less hollow asphalt can be obtained. Moreover, waste polyurethanes can be used in coating as thermal insulation materials. In this study, the use of polyurethane wastes in lightweight concrete production was investigated. Preliminary results suggested that it has potential to be used in the production of lightweight concrete.  According to a report published by IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change), it is emphasized that if global warming continues at its current acceleration rate, global temperature increase of 1.5 degrees celcius will be inevitable between 2030-2052, and it is expected to be 3-5 degrees celcius warmer by 2100. Economic effects of 1.5 degrees celcius warming are expected to reach 54 trillion dollars by 2100, while this effect reaches to 69 trillion dollars in 2 degrees celcius warming. Thus, climate change should be evaluated as "climate crisis" and circular economy should be used as a tool to reach global climate targets. It is emphasized that switching to circular economy from linear economy is the most important step to limit emissions. CDP (carbon disclosure project) encourages corporations to take bold actions in the field of water. Innovative solutions is needed in efficient water use, water recycle and recovery. This can be achieved only with broader perspective. Each corporation should select their targets to decrease and minimize their impacts on both water quality and water availability. Targets should be selected as long term since producers consume water in watersheds they are located in. It should be targeted to minimize effects of water consumption while growing economically. Targets can vary in reference to watersheds which they are producing their products. Many actions are taken globally to reduce water stress arising from production and to minimize long term water risks. It is seen that many actions are related to increase water infrastructure capacity. Only a few corporations have conceptual pricing per unit of water consumption for the water they consume, and determine a theoretical approach that varies according to physical water stress in watersheds they consume. This conceptual pricing is known to be used as scenario analysis against fluctuations in water bills or sharp increase in water bills.
Determination of real cost of water consumption (main water, well water, recycled- recovered water, rain water) in different watersheds that production occurs by considering environmental and social factors is defined as "Real water price". Due to impact of climate change on water resources, precautions specific to watersheds should be taken and corporations should complete their business interruption risk analysis. It is really important to carry out this concept in Turkey. In this study, the methodology has been developed for Turkey, specific to watersheds. In the context of this study, watersheds including white goods manufacturing industry have been specified and two  of these watersheds, Sakarya and Ergene Basins were selected. In addition to water costs, "internal water price" has been calculated to achieve real cost of water by water stress projection. With this study, it is aimed to minimize water risks of producers, to specify real cost of water, and to establish a "water fund" to be used specific to water infrastructure or related projects. Aqueduct Water Risk Atlas model has been used to determine current water stress of watersheds, future water stress, seasonal changes, future water demand change and future water demand. With the help of this tool, current water stress of Sakarya and Ergene Basins were specified as 2,56/5 and 2,60/5 respectively. For calculating real cost of water, yearly production capacity, water consumption of well, main, rain, recycled and recovered amount, water bills, wastewater connection cost, wastewater treatment plant chemical consumption amount, wastewater treatment plant electricity consumption, water targets selected by producers, well water pumping cost, water softening unit costs, sludge disposal and transportation costs and wastewater treatment plant operation and maintenance costs should be consolidated. "Internal water prices" are established separately for well water and main water. These internal water prices are specified as 0,2-1 TL/m3 for well water, 0,1-0,5 TL/m3 for municipal water parallel to watershed water stress scores. In each basin, real cost of water has been calculated for selected production plants.