Farklı atık yönetim senaryolarının sera gazı salımına etkilerinin araştırılması

Küresel ısınmanın olumsuz etkileri özellikle son yıllarda belirgin bir biçimde görülmeye başlanmıştır. Küresel ısınmanın başlıca sorumlusu ise sera gazlarıdır. 200 yıl öncesine kadar Dünya'daki sera gazlarının konsantrasyonunda önemli bir değişim görülmemesine rağmen 19. yy'dan itibaren Sanayi devrimi ile başta CO2 olmak üzere birçok sera gazının konsantrasyonu önemli ölçüde artmıştır. Atmosferdeki sera gazı emisyonun artmasında enerji ihtiyacı nedeniyle yapılan faaliyetler, endüstriyel işlemler ve tarımsal işlemler ile birlikte atık bertarafı işlemleri etkili olmaktadır. Atık sektörü, enerji sektörü ile endüstriyel işlemlerin ardından en fazla sera gazı emisyonuna neden olan üçüncü sektördür. Bu nedenle atık sektöründen kaynaklanan sera gazı emisyonlarının azaltılması toplam sera gazı emisyonunun azaltılmasında büyük rol oynamaktadır. Türkiye İstatistik Kurumu verilerine göre Türkiye'de 2010 yılında atmosfere verilen toplam sera gazı ~402x 106 CO2 eşdeğeri olup bunun yaklaşık %9'u atık bertarafı işlemlerinden kaynaklanmıştır. 1990 yılında atık sektöründen kaynaklanan sera gazı emisyonu ~9,7x 106 CO2 eşdeğeri iken 2010 yılındaki emisyon ~35,8x 106 CO2 eşdeğerine yükselmiştir. 1990 ile 2010 yılları arasındaki emisyonun %270 oranında artması bu konunun önemini göstermektedir. Bu çalışma kapsamında, Türkiye genelinde 2003- 2032 dönemini kapsayan üç adet atık yönetim senaryosu çalışılmış ve her bir yönetim planının uygulanması durumunda atmosfere ne kadar sera gazı salınacağı hesaplanmıştır. Uygulanan atık yönetim planları farklı atık bertaraf metotlarını içerip çalışma sonucunda hangi atık yönetim planından daha az sera gazı oluşacağı değerlendirilmiştir. Senaryoların çalışılmasından önce nüfus ve atık projeksiyonları yapılmıştır. Nüfus tahminlerinde şehir ve kırsal nüfus ayrı ele alınmıştır. Nüfus projeksiyonu metodunun seçilmesinde ise Birleşmiş Milletler Kalkınma Programı'nın ve TÜİK'in nüfus projeksiyonları değerlendirilmiştir. UNDP ve TÜİK'in yaptığı nüfus tahminlerinin yaklaşık olarak aynı sonuçları verdiği görülmüştür. Nüfus projeksiyonlarında hem şehir hem de kırsal nüfus tahminlerinin bulunmasından dolayı UNDP'nin 2009 yılında yaptığı nüfus tahminleri kullanılmıştır. Her bir şehir için şehir ve kırsal nüfuslar 2032 yılına kadar hesaplanmıştır. Atık projeksiyonunda ise Katı Atık Ana Planı'ndan faydalanılmıştır. Oluşacak kentsel katı atık miktarlarının tahmininde KAAP'ta verilmiş olan birim atık oluşum hızları kullanılmıştır. Buna ek olarak her bir KKA bileşeninin ne miktarda oluşacağının tahmini için her bir atık havzası için KAAP'ta verilmiş olan atık karakterizasyonu tablolarından yararlanılmıştır. KAAP'ta birim atık oluşum değerleri ve atık projeksiyonu için tahmin bulunmayan yıllar için önceki yıllar göz önünde bulundurularak uygun değerler verilmiştir. Çalışma kapsamında senaryolara geçilmeden önce Türkiye'deki mevcut atık yönetimi ve atık bertaraf bileşenleri değerlendirilmiştir. Bu amaçla Türkiye'deki düzenli depolama tesisleri, kompost tesisleri, ambalaj atıklarının durumu ve sokak toplayıcılarının durumu gözden geçirilmiştir. Çalışma kapsamında DDT, kompost, biyometanizasyon ve yakma tesislerine KKA kabulünün 2032 yılı sonu itibariyle sona ereceği kabul edilmiştir. Çalışmada düzensiz depolama sahalarından kaynaklanacak emisyonlar da hesaplanmıştır. 2020 senesi itibariyle tüm düzensiz depolama sahalarının kapatılıp rehabilite edileceği kabul edilmiştir. Düzenli depolama tesislerinin kapatılmasını müteakip belli bir süre önemli ölçüde gaz salımı devam ettiği için tüm senaryolar için sera gazı emisyonları 2003- 2052 dönemi için hesaplanmıştır. İncelenen ilk senaryoda oluşacak KKA'nın büyük çoğunluğunun DDT'lerde depolanacağı kabul edilmiştir. Bu senaryoda hali hazırda işletilmekte olan kompost tesisleri 2032 yılı sonuna dek hizmet verecektir. Birinci senaryoda atıkların karışık olarak toplanacağı öngörülmüştür. İkinci ve üçüncü senaryoda ise büyükşehir belediyeleri ile diğer belediyeler için farklı atık yönetimleri oluşturulmuştur. Bu senaryolarda büyükşehir belediyelerindeki KKA ağırlıklı olarak yakma tesislerine gönderilecektir. Yakma tesislerinin 2015 yılında hizmet vermeye başlayacağı öngörülmüştür. Büyükşehir belediyelerinde hizmet verecek olan yakma tesisleri 2015 yılında oluşan toplam atığın %25'ini işleyecek kapasiteye sahip olacaktır. 2025 yılına gelindiğinde ise yakma tesislerinin maksimum kapasiteye ulaşıp, oluşan toplam KKA'nın %75'ini işleme kapasitesine sahip olacağı kabul edilmiştir. Yakma tesisine gönderilmeyen KKA'nın ambalaj atıkları olan kısmı ise maddesel geri kazanım tesislerine gönderilecektir. Diğer belediyelerde ise etkin bir ikili toplama sistemi oluşturulup biyobozunur atıkların ve ambalaj atıklarının geri kazanımının yüksek bir verimle sağlanacağı öngörülmüştür. Bu çalışmada söz konusu belediyelerde şu an itibariyle ikili toplamanın mevcut olmadığı kabul edilmiştir. İkili toplama sisteminin 2013 yılında kurulmaya başlanacağı ve 2015 ve sonrasındaki yıllarda KKA'nın %67'lik bir verim ile ikili toplanacağı varsayılmıştır. Ayrı toplanabilen biyobozunur atığın ikinci senaryoda biyometanizasyon tesislerine, üçüncü senaryoda ise kompost tesislerine gönderilmesi düşünülmektedir. Her iki senaryoda da ayrı toplanan ambalaj atıkları MGT tesislerine gönderilecektir. Ayrı toplanamayan toplam atığın %33'lük kısmı ise direkt olarak DDT'lere gönderilecektir. İkinci ve üçüncü senaryo için öngörülmüş olan ikili toplama sistemi aynı zamanda büyükşehir belediyelerinde de uygulanacaktır. Ancak büyükşehir belediyelerinde KKA'nın ağırlıklı olarak yakma tesislerinde bertaraf edilmesi öngörüldüğü için, uygulanacak ikili toplama sistemi diğer belediyelerde olduğu kadar kapsamlı olmayıp, genellikle yüksek gelir grubuna sahip insanların ikamet ettiği bölgelerdeki ambalaj atıklarının ayrı toplanmasını sağlayacaktır. Dolayısıyla 2025 ve sonrasında oluşan toplam KKA'nın yakma tesisine gönderilmeyen kısmının %67'si (toplam KKA'nın %25'inin %67'si) MGT gönderilirken geriye kalan kısmı ise DDT'lerde bertaraf edilecektir. Büyükşehir belediyelerinde biyometanizasyon veya kompost tesislerinin kurulması öngörülmemektedir. Dolayısıyla yakma tesislerine gönderilmeyen biyobozunur KKA direkt olarak DDT'lere gönderilecektir. Düzenli depolama tesislerinden ve düzensiz depolama sahalarından kaynaklanan emisyonların hesabında Hükümetler Arası İklim Değişimi Paneli'nin 2006'da hükümetlerin katı atık depolama tesislerinden kaynaklanan sera gazı emisyonları ile ilgili ulusal bir envanter oluşturmalarını sağlamak amacıyla yayımladığı model kullanılmıştır. IPCC modeli metan emisyonu hesaplamalarında atığın birinci mertebeden bozunma kinetiğine göre ayrıştığını kabul etmektedir. IPCC modeli, kullanıcıya model içerisine nüfusu, birim atık üretimini ve atık kompozisyonunu girmesine imkan tanımaktadır. Modelde aynı zamanda farklı KKA bileşenlerine ait ayrışabilir organik karbon ve metan oluşum katsayıları ile diğer değişkenler gerektiği takdirde değiştirilebilmektedir. Çalışma kapsamında yapılan hesaplarda depolama alanları düzenli ve düzensiz olmak üzere iki ayrı kategoride incelenmiştir. Düzensiz depolama alanları ise kendi içinde sığ ve derin olarak ikiye ayrılmıştır. TÜİK'ten alınan veriler doğrultusunda yıllara göre düzenli ve düzensiz depolama alanlarının yüzdeleri belirlenmiştir. Buna göre 2002 yılında tüm atık depolama alanlarının %28'si DDT iken çalışma kapsamında 2020 yılında bu oranın %100'e ulaşacağı öngörülmektedir. DDT'lerde biyogazın %70'lik verimle toplanacağı kabul edilmiştir. Bu şekilde DDT'lerde oluşan metanın %70'inin CO2'ye dönüştükten sonra atmosfere verileceği öngörülmüştür. Düzensiz depolama sahalarının %40'ında toplanan depo gazı gaz yakıcılarda yakılırken %60'ında ise bu işlem yapılmayacaktır. Flare bulunan sahalarda depo gazının %50 verimle toplanabileceği ve bu şekilde oluşan metanın %50'sinin CO2 olarak atmosfere verileceği kabul edilmiştir. Biyometanizasyon, kompost ve yakma tesislerinden kaynaklanan emisyonların hesabında ise literatürden derlenen emisyon faktörleri kullanılmıştır. Kompost, biyometanizasyon ve yakma tesislerinden kaynaklanan CO2 emisyonları sırasıyla 169, 5 kg/ton atık, 353 m3/ton atık ve 1.000 kg/ton atık olarak alınmıştır. Benzer şekilde CH4 emisyonları ise kompost tesisleri için 2, 3 kg/ton atık, biyometanizasyon tesisleri için ise 454 m3/ton atık olarak alınmıştır. Düzgün işletilen bir yakma tesisinden kaynaklanacak CH4 emisyonu ihmal edilebilir düzeyde olduğu için hesaplamalarda yakma tesislerinden kaynaklanan CH4 emisyonu sıfır olarak alınmıştır. Çalışmada, sadece KKA'nın kendisinden kaynaklanan sera gazı emisyonları hesaplanmıştır. Dolaylı sera gazı emisyonları hesaplanmamıştır. Tüm bertaraf tesislerinden kaynaklanacak emisyonlar hesaplandıktan sonra CO2 eşdeğeri olarak ifade edilmiştir. 1 birim metanın CO2 eşdeğerinin 25 birim CO2 olduğu kabul edilerek hesaplanan metan emisyonları 25 ile çarpılmış ve toplam emisyonlar CO2 eşdeğeri olarak elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre birinci ve üçüncü senaryoda 2003- 2052 dönemi için hesaplanan sera gazı emisyonları birbirine oldukça yakın çıkmıştır. Birinci ve üçüncü senaryolarda sırasıyla ~783 ve ~782 milyon CO2 eşdeğeri emisyonun atmosfere salınacağı hesaplanmıştır. En fazla emisyon salımının ise ~870 milyon CO2 eşdeğeri ile ikinci senaryoda gerçekleşeceği ortaya çıkmıştır. Sonuç olarak çalışılan senaryolardan en sera gazı salımına neden olan atık yönetim senaryosunun birinci ve üçüncü senaryo olduğu anlaşılmıştır.