İstanbul'un Avrupa yakasında oluşan katı atıkların demiryoluyla taşınması üzerine bir araştırma

Kent nüfusunun artmasıyla atık üretimindeki aşırı artış çevre kirliliğine sebep olmaktadır. Sürdürülebilir kalkınma için etkili atık yönetiminin sağlanması gereklidir. Katı atıkların kaynağında azaltımı, geri kazanım, tekrar kullanım, kompostlaştırma, yakma ve düzenli depolama gibi katı atık yönetimi uygulamalarıyla katı atıkların insan ve çevre üzerinde zararlı etkisi azaltılarak, hammadde ve enerji ihtiyacı karşılanmaktadır. Atıkların taşınması, yerleşim yeri veya endüstriyel bölgeden toplanan atıkların atık toplama araçlarıyla doğrudan veya aktarmalı olarak büyük kapasiteli taşıma araçları ile atık bertaraf tesisine taşınmasıdır. Bu tez çalışmasının amacı İstanbul'un Avrupa yakasında oluşan kentsel atıkların, daha ekonomik ve çevreci bir ulaştırma yöntemi olan demiryolunu kullanarak taşınmasını incelemektir. Demiryolu kullanılarak mevcutta kullanılan karayolu ile taşımaya göre yakıt maliyetini ve toplam maliyeti düşürmesi amaçlanmıştır. Atıkların karayoluyla taşınmasında kamyonlar, sıkıştırmalı kamyonlar, silolar, treyler ve semi treyler kullanılır. Atıkların demiryoluyla taşınmasında lokomotifler, konteynerlar, açık ve kapalı yük vagonları kullanılır. Atıkları demiryoluyla taşıma Birleşik Krallık, Amerika Birleşik Devletleri, Avustralya ve İsviçre gibi birçok ülkede uygulanmaktadır. İç sularda ve denizlerde mavnalar kullanılarak atıklar taşınır. Okyanuslarda okyanus gemileri ve sahil gemileri kullanılarak atıklar taşınır. Atık taşıma sistemleri çevresel sürdürülebilirlik açısından karşılaştırıldığında sera gazı emisyonları dikkate alınır. Atık taşımadan kaynaklanan sera gazı emisyonu miktarını etkileyen etkenler taşıma aracının kapasitesi, yakıt tüketimi, taşıma mesafesi ve atık yüküdür. Taşınan atığın yoğunluğu ve sıkıştırılabilmesi atık taşıma kaynaklı sera gazı emisyonunu etkileyen diğer bir faktördür. Trenler ve gemiler kullanılarak atıklar taşındığında salınan sera gazı emisyonu daha düşük olur. Hava kirliliğinde azalmaya ek olarak gürültü kirliğinde azalma görülür. Atık taşıma sistemleri dış maliyetler açısından karşılaştırıldığında en yüksek maliyetli karayolu iken suyolu en düşük maliyetlidir. Enerji verimliliği açısından karşılaştırıldığında demiryolu ve iç suyolunun, karayolundan daha enerji verimli olduğu görülmüştür. Kaza riski açısından karşılaştırıldığında en yüksek kaza riski karayoluyla, en düşük kaza riski suyoluyla taşımadadır. Katı atıkların taşınması aktarmalı veya aktarmasız olarak gerçekleştirilir. Aktarmasız taşımada taşıma toplama araçlarıyla yapılmaktadır. Aktarmalı taşımada atıkların bertaraf tesislerine taşınma maliyetini azaltmak için aktarma istasyonu kullanılır. Aktarma istasyonlarında atıklar toplama araçlarından kapasitesi daha büyük taşıma araçlarına aktarılır. Ülkemizde halihazırda büyük şehirlerde ve birlik yapılanması olan yerlerde aktarma istasyonu ve karayolu ile taşıma yapılmaktadır. İstanbul'un Avrupa Yakasında atıkların hacimlerini azaltmak için 22 ton kapasiteli rotopresslere aktarılmakta ve rotopresslerle Seymen Düzenli Depolama Tesisi'ne taşınmaktadır. Bu çalışmada atıkların Halkalı-Edirne demiryolu hattı ile Seymen Düzenli Depolama Tesisi'ne taşınması alternatifleri incelenmiştir. Halkalı tren istasyonu yakınına katı atıklar için Halkalı demiryolu aktarma istasyonu kurulması önerilmiştir. Baruthane, Halkalı ve Yenibosna aktarma istasyonlarına gelen atıkların karayolu ile Halkalı demiryolu aktarma istasyonuna taşınmaktadır. Halkalı demiryolu aktarma istasyonundan demiryoluyla Seymen Düzenli Depolama Tesisi'ne taşınmaktadır. Silivri aktarma istasyonuna gelen atıklar yakın olduğu için doğrudan karayoluyla Seymen Düzenli Depolama tesisine taşınmaya devam edecektir. Demiryoluyla taşımada kullanılan araç tiplerine ve ön işlem yapılmasına bağlı olarak senaryolar oluşturulmuştur. Senaryo 1'de atıklara ön işlem yapılmamıştır. Senaryo 2'de aktarma istasyonlarında atıklara ön işlemden yapıldıktan sonra Halkalı demiryolu aktarma istasyonuna taşınmaktadır. 2019 yılında oluşan atık miktarına %13 emniyet payı ilave edilmiş atık miktarına göre hesaplamalar yapılmıştır. Güzergahta bir seferde dizel lokomotif ile 800 ton, elektrikli lokomotif ile 1.300 ton atık taşınabilmektedir. Bir günde oluşan atık miktarını taşıyabilmek için gerekli sefer sayıları belirlenmiştir. Gerekli katar ve vagon sayısı belirlenirken bir katarın bir günde 6 sefer ve 9 sefer yapması esas alınmıştır. Senaryolarda mevcut atık taşıma araçlarından azami ölçüde yararlanmak için Halkalı demiryolu aktarma istasyonuna gelen rotopresslerin çekicilerle birlikte, çekicisiz olarak ve sadece kasa kısmının platform vagonlara yüklenerek taşınma durumları incelenmiştir. Diğer senaryolarda Halkalı demiryolu aktarma istasyonuna gelen atıkların tahıl vagonuna, H tipi vagona ve özel tasarım vagona yüklenerek taşınması incelenmiştir. Seymen Düzenli Depolama Tesisi'ne taşınan atıkların depolama sahası içinde damperli kamyon ve maden kamyonu ile taşınması incelenmiştir. Damperli kamyonun yükleme hacmi 30 m3 ve 50 m3 iken maden kamyonunun yükleme hacmi 100 m3 olarak esas alınmıştır. Kamyonların Seymen DDT içerisinde atıkları boşaltması için gerekli kamyon sayısı bulunmuştur. Atıkları demiryoluyla taşımanın maliyeti belirlenmiştir. Yakıt maliyeti, araç maliyeti, personel maliyeti, aktarma istasyonu maliyeti ve demiryolu yapım maliyeti hesaplanmıştır. Çalışma içerisinde tüm maliyet hesaplamalarında basit amortisman yöntemi kullanılarak yıllık maliyet hesaplanmıştır. Yakıt maliyeti TL ve USD para birimi üzerinden hesaplanmıştır. Dizel lokomotif ile 800 ton kapasitede atık taşımada yakıt tüketimi 9,5 L/km iken, elektrikli lokomotif ile 1.300 ton kapasitede atık taşımada yakıt tüketimi 38 kWh/km'dir. 1 L motorin ile 10,7 kWh elektrik üretilmektedir. Senaryolar motorin tüketimi açısından karşılaştırılmıştır. En az yakıt tüketimi Senaryo 1 .3'de elektrikli lokomotifle 1.300 tonluk katarda sadece rotopres kasalarının Sggmrs tipi vagonla taşınılması alternatifinde olmaktadır. Bu alternatifte senelik yakıt tüketimi 3.936. 521 L olmaktadır. Karayolu ile taşımaya göre yaklaşık 2,7 katı daha az yakıt tüketilmektedir. Önerilen senaryolarda en yüksek yıllık yakıt maliyeti Senaryo 1 .1'de rotopresslerin Sggmrs tipi vagonla dizel lokomotifle taşınmasında 119.739. 538 TL/yıldır. En düşük yıllık yakıt maliyeti Senaryo 1 .3'de rotopress kasalarının Sggmrs tipi platform vagonla elektrikli lokomotifle taşınmasında 25.587. 385 TL/yıldır. Mevcut atık taşıma sisteminde yıllık yakıt maliyeti 34.704. 972 TL/yıl'dır. Atıkların demiryoluyla taşınmasında yıllık yakıt maliyetinin mevcut sisteme göre önemli oranda düşük olduğu görülmüştür. Ton başına düşen yakıt maliyeti en yüksek Senaryo 1 .1'de rotopresslerin Sggmrs tipi platform vagonla dizel lokomotifle taşınmasında 39,52 TL/ton iken, en düşük Senaryo 1 .3'te rotopress kasalarının Sggmrs tipi platform vagonla elektrikli lokomotifle taşınmasında 8,45 TL/ton'dur. USD para birimi cinsinden ton başına düşen yakıt maliyeti en yüksek Senaryo 1 .1'de rotopresslerin Sggmrs tipi platform vagonla dizel lokomotifle taşınmasında 6,69 USD/ton iken, en düşük Senaryo 1 .3'te rotopress kasalarının Sggmrs tipi platform vagonla elektrikli lokomotifle taşınmasında 1,43 USD/ton'dur. Senaryolar maliyet açısından karşılaştırıldığında Senaryo 1.1 en yüksek maliyete sahip iken, Senaryo 1.3 en düşük maliyete sahiptir. Senaryolarda yıllık toplam maliyet en yüksek Senaryo 1 .1'de rotopresslerin platform vagonda taşınmasında 221.414. 696 TL/yıl iken, en düşük Senaryo 2 .3'de rotopress kasalarının platform vagonda taşınmasında 68.724. 629 TL/yıl'dır. Atıkları demiryoluyla taşımanın en yüksek birim maliyeti Senaryo 1 .1'de rotopresslerin dizel lokomotifle taşınmasında 73,09 TL/ton'dur. En düşük birim maliyet Senaryo 1 .3'te rotopress kasalarının elektrikli lokomotif ile uygulanmasında 22,69 TL/ton'dur. Mevcut atık taşıma sisteminde atık taşıma maliyeti 54 TL/ton olduğu belirlenmiştir. Mevcut atık taşıma maliyeti ile demiryolu ile taşıma maliyeti karşılaştırıldığında, emiryolu ile atık taşımanın ton başına düşen birim maliyeti yarı oranda düşürebilme avantajına sahip olduğu görülmüştür. Ayrıca yakıt maliyeti en düşük olan Senaryo 1 .3'ün rotopress kasalarının elektrikli lokomotifle taşınması en düşük maliyetli ikinci senaryodur. Demiryolu ile taşımanın hızlı ve ekonomik olması için aktarma istasyonları, taşıma araçları, vagonlar, demiryolu ve atık bertaraf tesisi için öneriler yapılmıştır. Bu çalışmada senaryolar TCDD'nin mevcut vagonlar ve platform vagonların üzerine yapılacak özel kasa için yapılmıştır. Bu vagonların dara ağırlığı oldukça yüksektir. Atıkların taşınması için özel vagon tasarlanması halinde bir katarda taşınacak atık miktarı daha fazla olacağı düşünülmektedir. Mevcut vagonlarda çöp sızıntı suyunun akmaması, atığın kolay doldurulması ve boşaltılması, çekici ve dorse, dorse veya kasaların yüklenip-indirilmesi için tadilat yapması zorunludur. Rotopress dorselerini taşımak için mevcut platform vagonlarının uzunlukları uygun hale getirilebilir. Böylece taşınan vagonun kendi ağırlığı azaltılarak taşınan atık yükü arttırılabilir. Güzergahta tek hat işletmeciliği yapılmaktadır. Bunun için atık taşıyan katarların sefer zamanlarının titizlikle belirlenmelidir, gerekli vagon sayısında artış olabilir. Halkalı tren istasyonuna atıkların karayolu araçlarından vagonlara yükleneceği veya boşaltılabileceği bir katı atık aktarma istasyonu yapılmalıdır. Halkalı aktarma istasyonu Halkalı demiryolu aktarma istasyonuna 4,3 km mesafededir. İBB'nin yeni aktarma istasyonları yapmakla ilgili çalışmaları mevcuttur. Bu çalışmalarda Halkalı aktarma istasyonunun gerekliliği incelenmelidir. Halkalı atık aktarma istasyonuna gelen toplama araçları doğrudan Halkalı demiryolu aktarma istasyonuna gelebilir. Seymen Düzenli Depolama Tesisi'ne Sinekli istasyonundan yaklaşık 3 km uzunluğunda bir demiryolu hattı yapılmalıdır. Atık getiren vagonlardan araçlar veya atıklar aktarma istasyonunda doğrudan tesise inmeli veya boşaltılmalıdır. Atıklar saha içinde konveyörle, doğrudan veya dolaylı taşıtlara yüklenerek taşınabilir. Atıkların Seymen DDT'nde bertarafının devam etmesi halinde demiryoluyla taşıma ekonomik ve çevresel etkiler açısından zorunluluktur.