Budama Artıklarının Biyokütle Enerji Santrallerinde Ham Madde Olarak Kullanılabilme Olanaklarının Araştırılması

Çanakcı M., Topakcı M., Karayel D., Varol M., Ağsaran B.

TÜBİTAK Projesi, 2023 - 2024

Proje Türü: TÜBİTAK Projesi
Başlama Tarihi: Mart 2023
Bitiş Tarihi: Kasım 2024

Proje Özeti

Meyve bahçelerinde her yıl yapılan budama işlemleri ile önemli miktarlarda budama artığı ortaya çıkmaktadır. Odunsu özellik gösteren ve farklı alanlarda değerlendirilme potansiyeli bulunan bu artıkların yıllık miktarı yaklaşık 4 milyon tondur. Artıklar yaygın olarak bahçe kenarına çekilerek yakılmakta ya da boş alanlara bırakılmaktadır. Bazı geleneksel uygulamalarda ise kalın dallar seçilerek evlerde yakacak olarak kullanılmaktadır. Budama artıklarının yerinde parçalanıp toprak özelliklerini iyileştirilmesinin yanında endüstride yapı malzemesi ve enerji tesislerinde yakıt vb. farklı alanlarda kullanılabilme potansiyeli bulunmaktadır. Son yıllarda artıkları yerinde parçalayan ve toprağın üzerine bırakan makinaların kullanımında artış görülmektedir. Ancak, mevcut uygulamalar dikkate alındığında bu artıklardan yeterince değerlendirilmediği bilinmektedir. Özellikle yakılan veya boş alanlara bırakılan artıkların çevre kirliliği ve yangın vb. tehlikelere de yol açmaktadır. Ülkemiz gibi Akdeniz havzasında bulunan İtalya, İspanya gibi ülkeler incelendiğinde budama artıklarının özellikle ısı ve enerji tesislerinde ham madde olarak kullanılmasının mekanizasyonuna yönelik çok sayıda çalışma bulunmaktadır.

İstatistiksel veriler incelendiğinde ülkemiz meyvecilik alanlarının son yıllarda arttığı görülmektedir. Meyveciliğin gelişmeye başladığı dönemde, 2005 yılında kısaca YEK Kanunu olarak adlandırılan 5346 sayılı “Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Elektrik Enerjisi Üretimi Amaçlı Kullanımına İlişkin Kanun” çıkarılmıştır. Kanunda yer alan destekleme mekanizmaları kapsamında yenilenebilir enerji kaynaklarından elektrik enerjisi üretimi hızla artmıştır. Bu kapsamda hidrolik enerji hariç yenilenebilir enerji kaynaklarının toplam enerji üretimindeki payı son 15 yılda %0.1’den %17.6 düzeyine çıkmıştır. Kendi kaynaklarımızdan elektrik üretimi fosil yakıtlara olan bağımlılığı azalttığı gibi çevresel ve ekonomik yönden ülkemize katkılar sağlamaktadır. İstatistiklere göre ilk yıllarda yenilenebilir kaynaklar arasında yer almayan ya da çok düşük düzeylerde yer alan biyokütlenin yakılarak elektrik enerjisine dönüştürüldüğü santral sayısı son birkaç yılda hızla artmıştır. Bu artışın devam edeceği öngörülmektedir. Bu santrallerin bazıları sanayi tesisleri içerisinde kurulmuşlardır, düşük kapasitelidirler (birkaç MW) ve ana yakıtları tesisin işletme artıklarıdır. Ancak özellikle son birkaç yıldır sayıları hızla artan ve daha büyük kapasiteli (10-30 MW) santraller ise yakacak ham maddeyi dışarıdan temin etmektedirler. Belirtilen tesislerin başlıca yakıtı; orman, orman ürünleri ve tarımsal artıklardır. Tarımsal artık kapsamında ise daha çok tarla bitkilerinden elde edilen sap ve saman yakıt olarak kullanılmaktadır. Yıl boyu çalışması gereken bu tesislerin sürekli ham madde ihtiyacı bulunmaktadır. Bu nedenle işletmeler sürdürülebilir ham madde temini için arayış içerisine girmektedirler. Gelinen bu aşamada, budama artıklarının biyokütle enerji santrallerinde ham madde olarak kullanılabilme olanaklarının araştırılmasının gerekli olduğu düşünülmüştür. Budama artıklarının bahçeden toplanması, parçalanması ve tesislere taşınması gibi işlemler bir organizasyon ve maliyet gerektirmektedir. Tüm bu maliyet hesaplarının yapılıp, parçalanmış budama artıklarının tesislere teslim fiyatı ile birlikte değerlendirilip kârlı olup olmayacağının araştırılması, tedarik zincirine yönelik önerilerin getirilmesi gereklidir. Yapılan literatür taramalarında, ülkemiz koşullarında bu tip bir çalışmaya rastlanılamamıştır.

Belirtilen gerekçelerle hazırlanan bu projede, bağ ve meyve bahçelerinde ortaya çıkan budama artıklarının biyokütle enerji santrallerinde ham madde olarak kullanılabilirliğinin araştırılması planlanmıştır. Projede birincisinde ülkemizde üretilen iki adet (toplama ve parçalama makinası), ikincisinde ise proje kapsamında yeni geliştirilerek imal edilecek kombine bir makinanın yer aldığı iki farklı uygulama yer alacak ve budama artıklarının biyoyakıt özellikleri belirlenecektir. Bahçelerden toplanan artıkların, önce toplama merkezlerine oradan biyokütle santrallerine ve doğrudan biyokütle santrallerine taşınması yöntemleri değerlendirilecektir. Biyokütle tesis teslim fiyatları dikkate alınarak budama artıklarının enerji tesislerinde ham madde olarak kullanım olanakları ve tedarik zinciri konusunda değerlendirmeler yapılacak, öneriler sunulacaktır.

Ülkemizde konusunda ilk kez yürütülecek proje ile meyve yetiştiriciliği ve biyokütleden elektrik enerjisi üretimi olmak üzere gelişmekte olan iki farklı sektörün bir nevi entegrasyonunun sağlanmasına yönelik veriler elde edilecektir. Meyve bahçeleri ile enerji santralleri arasında tedarik zincirinin kurulabilme potansiyeli, yeni bir sektöre bağlı olarak yeni bir istihdam alanı potansiyelini barındırmaktadır. Budama artıklarının ham madde olarak kullanılması aynı zamanda meyve üreticilerine ekonomik katkılar sağlayacak bir yan ürün anlamına gelmektedir. Uygulamaların birinde ülkemizde üretilmeyen ve kullanılmayan bir depolu budama artığı parçalama makinasının geliştirilerek üretilecek olması, meyve yetiştiriciliği mekanizasyonu açısından yeni bir uygulama, makina imalat sanayimiz açısından yeni bir ürün anlamına gelmektedir.