Türkiye'de depo gazından enerji yönetimi

Bu çalışmanın amacı, Türkiye'deki depo gazı yönetiminin ortaya konmasıdır. Bu kapsamda öncelikle mevcut bir düzenli depolama sahasında yüzey metan konsantrasyonları belirlenmiş, daha sonra ülkemizde halihazırda faaliyette olan depo gazından enerji tesisleri incelenmiştir. Depo gazı, katı atıklar bünyesinde gerçekleşen fiziksel, kimyasal ve mikrobiyolojik prosesler sonucu oluşur. Depo gazı %45- 50 metan, %45- 50 karbondioksit ve az miktarda uçucu organik bileşiklerden oluşmaktadır. Katı atıklar içerisindeki organik bileşenlerden dolayı, gaz üretimi prosesi mikrobiyolojik proseslerle kontrol edilir. Mikrobiyolojik prosesler çevresel koşullara hassas olduğundan, doğal ve insan kaynaklı birçok faktör mikroorganizma sayısı ve türünü ve dolayısıyla depo gazı üretim hızını etkiler. Düzenli depolama alanlarında gerçekleştirilen kısa süreli depo gazı ekstraksiyon testleri, depolama sahasına yerleştirilen bir kg atık başına 0.05 ila 0.40 m3 depo gazı üretimi olduğunu göstermiştir. Bir depolama sahasının depo gazı üretimini değerlendirmede en önemli faktör atık miktarı ve kompozisyonudur. Oluşabilecek maksimum potansiyel depo gazı miktarı atık kütlesi içerisindeki organik madde miktarı ve tipine bağlıdır, çünkü organik maddenin ayrışması depo gazı üretiminin kaynağını oluşturmaktadır. Depo gazı üretim potansiyelini etkileyen diğer faktörler ise nem, nütrient, bakteri içeriği; pH, sıcaklık, depolama sahasının dizayn ve işletim yöntemidir. Türkiye'deki düzenli depolama sahalarının sayısı son on yılda hızlı bir şekilde artmıştır. Yıllar içinde, vahşi depolama sahalarının yerini, sızıntı suyu ve gaz toplama sistemleriyle donatılmış mühendislik tesisleri almıştır. Depolama alanında depo gazının sürekli olarak üretilmesi depolama sahası içinde aşırı basınç oluşturmakta ve gaz emisyonunun atmosfere çıkışına neden olmaktadır. Bu emisyonlar depolama sahalarında çevre, güvenlik ve hijyen ile ilgili önemli sorunlarına yol açmaktadır. Metan gazı karbondioksitten sonra ikinci en önemli sera gazı olup, depolama sahalarından çıkan metan emisyonlarının azaltılması depo gazının çevresel etkilerini azaltmak için oldukça önemlidir. Önemli miktarda metanın atmosfere kaçması, küresel iklim değişikliğine doğrudan katkıda bulunur. Metan nispeten kısa bir atmosferik ömre (10 yıl) sahiptir. Bu nedenle metan emisyonların azaltılmasının yakın vadede çevresel açıdan önemli olumlu etkisi olacaktır. Depo gazından enerji tesisleri ekipmanlarının kapasitelerinin belirlenmesi için, depo gazı miktarı mümkün olduğunca yaklaşık olarak tahmin edilmelidir. Bu önemli verinin bilinmesi, metan emisyonlarının azaltılması ve enerji üretimi için gazın kullanılmasındaki ilk adım olan depo gazı toplama sistemlerinin tasarım ve teçhizine de yardımcı olacaktır. Toplanan depo gazı içindeki metan, bazen alevli bir sistemde yakılarak yok edilmektedir. Buna karşın, depo gazı alternatif bir yenilenebilir enerji kaynağı olarak kullanılabilir. Depo gazının alternatif bir enerji kaynağı olarak kullanımı depolama sahası sahiplerine ekonomik fayda sağlamanın yanı sıra, fosil yakıtların kullanımının dengelenmesinde de yardımcı olacaktır. Çalışma sonuçlarına göre, düzenli depolama sahasında ölçülen yüzey metan konsantrasyonları 3-317000 ppm arasında değişmiş olup, ortalama konsantrasyon 9168 ppm elde edilmiştir. Bu değer ABD Kaliforniya eyaletinde depolama sahaları yüzey metan konsantrasyonları için limit olan 500 ppm'in yaklaşık 20 katıdır. Metanın başlıca çıkış noktaları depolama sahası örtüsündeki kurumalar, çökmeler vb. nedenlerle oluşan çatlaklardır. Türkiye'de İstanbul'da 3, Ankara'da 2, Adana, Bursa, Konya, Gaziantep, Kayseri, Afyon, Samsun, Kocaeli, Bolu, Kırıkkale ve Denizli'de ise birer olmak üzere toplam 16 adet depo gazından enerji tesisi bulunmaktadır. Tesislerin toplam kapasitesi 129, 4 MW olup, potansiyelin yaklaşık %50'si kullanılmaktadır. Depo gazından enerji tesislerinin kapasitesi 0,5 MW ile 27,8 MW arasında değişmektedir. Bunlardan tesis sayısına göre %31,2'si vahşi depolama (5 tesis), %68,8'i düzenli depolama (11 tesis) sahalarından elektrik üretimi yapmaktadır. Tesis kapasitelerinin ise %37,3'ü vahşi depolama (48, 3 MW) sahalarında kurulu iken, %62,7'si düzenli depolama (81, 1 MW) sahalarındadır. Depo gazı depolama sahalarından hem yatay hem de düşey gaz toplama sistemleriyle toplanmaktadır. Toplanan depo gazının tamamı içten yanmalı motorlarda yakılarak elektrik üretilmektedir. Ülkemizde halihazırda düzenli depolama sayısı 69 olup, yeni depolama sahaları büyük ölçekli bölgesel tesisler olarak planlanmıştır. Bu nedenle yeni sahalardan toplanacak depo gazlarından enerji eldesi fizibil olmaktadır. Bununla birlikte, kentsel katı atıkların büyük kısmının organik atıklardan oluşması nedeniyle söz konusu depo gazından enerji tesislerinin en kısa zamanda kurulması yüzey metan emisyonlarının ve sera gazı miktarının azaltılması açısından önemlidir. Bu tesisler ülkemizin dış ticaret açığının önemli kısmını oluşturan enerji açığını kapatmada az da olsa katkı sağlayacaktır.