Yrd. Doç. Dr. Hidayet OĞUZ Selçuk Üniversitesi

ATIK BİTKİSEL YAĞLARIN ÇEVREYE VE İNSAN SAĞLIĞINA ETKİLERİ VE
BİYODİZELİN ÖNEMİ SEMPOZYUMU
10 OCAK 2008 OTEL WOW İSTABUL
Prof.Dr.Hüseyin ÖĞÜT
Yrd.Doç.Dr.Hidayet OĞUZ
SELÇUK ÜNİVERSİTESİ
S.Ü. BİYAME
1
ATIK BİTKİSEL YAĞLAR ve SERA GAZI
SALINIMI
– ORMANSIZLAŞMA : Ormanları yok edilmesi yada
alanlarının azaltılması CO2 emisyonun artmasına
neden olur.
Sektör
Pay (%)
– TARIM :Bakterilerin organik maddeleri ayrıştırması
sonucu CH4 çıkışı olur. Ayrıca çeltik tarımı ve
GÜBRELER NOx emisyonunu ortaya çıkartır.
Ormansızlaşma
14
Tarım
13
– FOSİL YAKITLAR :Yanmanın doğal sonucu olarak
CO2 ortaya çıkar.
Enerji
49
Endüstri
24
– ENDÜSTRİ :Çeşitli prosesler sonucu SF6 (Yarı
iletken üretimi) HFCs (soğutucular, parfüm
v.b.aeresol) ve PFCs (alüminyum üretimi ) salınır.
S.Ü. BİYAME
2
BİYOYAKITLAR ve KÜRESEL AKTÖRLER
•
“Biyoetanol çılgınlığı dünyada yeni bir açlık dalgasına
yol açacak, Biyoetanol üretimi uluslar arası soykırımdır” dır.
•
“Açılan her biyoyakıt tesisi, ülkemizin bağımsızlığına yapılan bir
katkıdır”.
•
Yaklaşık net 8.5 milyar dolar servete sahip George Soros,
Brezilya’da etanol konusunda 900 milyon dolarlık spekülatif bir
yatırıma girdiğini açıkladı. İnşaat halinde olan üç şeker ve etanol
rafinerisi çalışmaya başladığı zaman 12 milyon ton şeker kamışı
işleyerek yılda bir milyar litre etanol üretecek.
(Kaynak:D.GÖKÇE,Akşam Gazetesi,16.06.2007)
S.Ü. BİYAME
3
DÜNYA NİÇİN BİYOYAKIT KULLANIYOR ?
AB
ABD
BREZİLYA
TÜRKİYE
ENERJİ GÜVENLİĞİ
?
ÇEVRE
?
TARIM
?
Kaynak: ÖĞÜT,H., 2007
S.Ü. BİYAME
4
DÜŞÜK
ORTA
YÜKSEK
ENERJİ TARIMI
‰ “Gıda Güvenliği”nin riske edilmediği,
‰ “Marjinal Tarımsal Alanlar” ın değerlendirilebildiği,
‰ Sera Gazları içerisinde en önemli paya sahip olan CO2 emisyonunu
azaltmak için önemli bir seçenek olarak görülen,
‰ Biyoteknolojinin kullanıldığı ve
‰ Yaygınlaşmakta olan
üretim tarzıdır.
S.Ü. BİYAME
5
DÜNYA YAKIT ÜRETİMİ- (milyon ton)
FOSİL
BİYO-YENİLENEBİLİR
YAKIT
BENZİN
PETROL
4 252,0
MOTORİN
LPG
J. YAKITI
1 237,0
HAMMADDE
Ş.KAMIŞI 1 292,0
BİYOETANOL 36,0
MISIR
702,0
BUĞDAY
628,0
1 007,0
SOYA
391,0
92,0
BİYODİZEL
3,2
214,0
KANOLA
47,0
AYÇİÇEĞİ
31,0
PALM
8,0
CASTOR
1,4
BİYOYAKITLARIN PAYI ~ % 1
S.Ü. BİYAME
ATIK YAĞLARIN BİYODİZEL ÜRETİMİNDEKİ PAYI ~ % 1
Kaynak:FAL
6
DÜNYA BİYOYAKIT ÜRETİMİ
Ü
Dünya (Biyoetanol)
AB (Biyoetanol)
Brezilya (Biyoetanol)
ABD (Biyoetanol)
Dünya (Biyodizel)
AB (Biyodizel)
R
E
T
İ
M
(Milyar
Litre)
YIL
(Kaynak: F.O.Licht, Ethanol and Biofuels Report, 2006)
S.Ü. BİYAME
7
ÜLKELERİN BİYOYAKIT PROGRAMLARI
S.Ü. BİYAME
Kaynak:FAL
8
TÜRKİYE’DE BİYOYAKITLAR
Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı Türkiye’nin;
‰Biyokütle potansiyeli 15 milyon ton,
‰Kullanılan miktarı 6 milyon ton,
‰Biyoyakıt üretimi için kullanılan miktarı 2 milyon ton,
‰Üretim kapasiteleri ise yıllık;
Biyodizel için 1,5 milyon ton,
Biyoetanol için 3 milyon ton ve
‰Biyogaz üretim potansiyelini de 1,5-2 milyon ton olarak
belirtmektedir.
S.Ü. BİYAME
9
BİYOYAKITLARDA
•
TKİNLİK
:
Kaynak yeterliliği
•
KONOMİ
:
Rekabet gücü
•
TİK
:
Gıda güvenliğine etki
•
KOLOJİ
:
Üretim süreçlerinin çevreye etkisi
Kaynak: ÖĞÜT, H., 2007
S.Ü. BİYAME
10
1E.ETKİNLİK
DÜNYA HUBUBAT VE YAĞLI TOHUM ÜRETİMİ
TOPLAM
BİYOYAKIT ÜRETİMİ (ABD, AB 25 ve ÇİN)
BİYOYAKIT KULLANIMI (%)
Kaynak:FAPRI
M
i
l
y
%
a
r
T
o
n
Yıl
Not:
Hububat:Mısır, Arpa,Buğday, Çeltik ve Sorgum
S.Ü. BİYAME
Y.Tohum:Soya, Kanola ve Ayçiçeği
11
2E.EKONOMİ
HAMMADDE ve MALİYETE ETKİSİ (%)
BİYOETANOL
BİYODİZEL
KANOLA > SOYA> PALM > ATIK YAĞ
HAMMADDE
(%)
S.Ü. BİYAME
62,5
84,0
12
BİYOYAKITLAR ve İSTİHDAM
™BİYOYAKITLAR
™TARIM
™YAKIT ÜRETİMİ ve
™TESİS KURULMASI
™ALANLARINDA İSTİHDAM SAĞLAMAKTADIR.
™ABD İÇİN YILLIK 67 TON , AB İÇİN 50 TON ve BREZİLYA İÇİN 7 TON
BİYOETANOL ÜRETİMİ 1 KİŞİYE İSTİHDAM SAĞLAMAKTADIR.
™TÜRKİYENİN BİYOETANOL KAPASİTESİ ENERJİ BAKANLIĞI
VERİLERİNE YILLIK 3 MİLYON TON OLDUĞUNA GÖRE 10-50 TON DEĞERİ
DİKKATE ALINARAK
3 000 000/10…50 HESABIYLA
SADECE BİYOETANOL ÜRETİM SEKTÖRÜNDE
300 000 … 60 000 KİŞİLİK İSTİHDAM İMKANI VARDIR.
S.Ü. BİYAME
13
3E.ETİK
“Beyaz adamın iştahı ve hırsı bir gün dünyayı yiyip bitirecek”
Kızılderili Reisi
GELENEKSEL KAYNAKLAR
Mısır,
Buğday,
Şeker Pancarı ve Kamışı,
Melas
Kanola, Soya ve Ayçiçeği
ALTERNATİF KAYNAKLAR
Switch Grass (Dallı darı)
Miscantus,
Kavak
ATIK BİTKİSEL YAĞ,
Aspir, Hardal ve Yosun
S.Ü. BİYAME
14
4E.EKOLOJİ
ENERJİ
ENERJİ ÇIKTISI / ENERJİ GİRDİSİ
BİYOETANOL
(MISIR)
1,25
BİYOETANOL
(SELÜLOZ)
5,44
BİYODİZEL
(SOYA)
1,93
BİYODİZEL
(ATIK BİTKİSEL YAĞ)
7,10
S.Ü. BİYAME
15
4E.EKOLOJİ
(kg .CO2/ha)
SERA GAZI AZALIŞ MİKTARI
BİYOYAKITLAR VE SERA GAZLARINDA
AZALIŞ
12500
10000
7500
5000
2500
0
MISIR
SOYA
B.KÜTLE
B.KÜTLE B.KÜTLE ATIK
B.ETANOL B.DİZEL ELEKTRİK B.ETANOL S.YAKIT YAĞ
MISIR SOYA
ETANOLÜ
Kaynak: Stephen Polasky, University of Minnesota
S.Ü. BİYAME
16
CO2 EMİSYONU
g/km
MOTORİN
ATIK YAĞ
BİYODİZEL
K.YAĞI
KAYNAK:KEMP, H.W.,2006
S.Ü. BİYAME
17
CO EMİSYONU
S.Ü. BİYAME
18
S.Ü. BİYAME
19
HC EMİSYONU
S.Ü. BİYAME
20
DEĞERLENDİRME
EVET
‰ Hammadde kaynakları yeterlimidir?
¾ İYİ BİR PLANLAMAYLA “ATIK BİTKİSEL YAĞ”
‰ Gıda güvenliğini tehlikeye düşürmeden üretim mümkün mü?
¾ ENERJİ TARIMI ve “ATIK BİTKİSEL YAĞ” ile
EVET
‰ Sera Gazları azaltılabilir mi?
¾S.Ü.
KAPALI
BİYAME KARBON ÇEVRİMİ NEDENİYLE
EVET
EVET
‰ Fosil yakıtlarla fiyat açısından rekabet edebilir mi?
¾ “ATIK BİTKİSEL YAĞ” KULLANMAK ve GEÇİŞ
SÜRECİ İÇİN SAĞLANACAK DESTEKLE
21
ENGELLER
• Biyoyakıtların gelişimini
engelleyen iki ana faktör
vardır.
Bunlar;
• Hammadde yetersizliği ve
• Maliyet yüksekliği’dir.
S.Ü. BİYAME
22
HAMMADDE SORUNU AŞILABİLİRMİ?
ATIK YAĞLAR hammadde sorununu aşmada ciddi bir seçenektir.
S.Ü. BİYAME
23
ATIK YAĞ POTANSİYELİMİZ ve TARIMSAL
ÜRETİM
•
Türkiye’de yılda toplam 1.5 Milyon ton bitkisel yağ tüketilmekte ancak
bunun 300-350 bin tonu geri kazanılabilir niteliktedir.
•
Bunun kanola olarak karşılığı 900 000 tonluk bir yağlı tohuma karşılık
geliyor.
•
Bu üretim için gerekli alan yaklaşık 250 000 ha.
S.Ü. BİYAME
24
EVSEL ATIK YAĞDAN BİYODİZEL ÜRETİMİ
• Yağ tutucu imal eden yerli bir firmadan temin edilen
bir yağ tutucu Selçuk Üniversitesi Ziraat Fakültesi
bünyesinde bulunan öğrenci kantininin lavabo altına
bağlanmış ve gönderilen yağların tutulması
sağlanmıştır. Burada biriken yağlar alınarak biyodizel
üretilmiş ve üretilen biyodizelin yakıt özellikleri
incelenmiştir.
S.Ü. BİYAME
25
ATIK YAĞIN İŞLENMESİ
Atık yağdan biyodizel üretiminin en önemli aşaması olan
Saflaştırma işi iyi yapıldığı takdirde Atık Yağdan standartlara
uygun biyodizel üretmek mümkündür.
ELLE BOŞALTMA
S.Ü. BİYAME
OTOMATİK BOŞALTMA
26
SAFLAŞTIRMA
YEMEK ARTIKLARININ AYRILMASI
S.Ü. BİYAME
SUYUN UZAKLAŞTIRILMASI
27
YAĞ AYIRICILAR
• Bu yönetmelikte yağ tutucular önemli bir yer tutmaktadır. Yağ
tutucuların küçük (ev) ve büyük ölçekli olanları vardır.
S.Ü. BİYAME
28
• Yağ tutucular, atık sulardaki yağın fiziksel yöntemler ile giderilmesi
amacıyla imal edilen yağ ayırma birimidir. Fiziksel özelliğinden dolayı
(suya göre yoğunluğu az olduğundan) yağın ünitenin yüzeyinde
toplanması sağlanır. Yağlı su, yağ tutucu tankı içinden geçirilir. Akış
sırasında, yoğunluğu suyun yoğunluğundan daha küçük olan yağ
zerrecikleri yağ tutucunun yüzeyine doğru yükselir.
• Çalışmada yerli bir firmadan temin edilen küçük ölçekli bir yağ tutucu
Selçuk Üniversitesi Ziraat Fakültesi öğrenci kantinindeki lavaboya
S.Ü.bağlanmıştır.
BİYAME
29
AYIRICININ LAVOBAYA BAĞLANMASI
Yağ tutucu önce öngörüldüğü
şekilde suyla doldurularak
teraziye alınmış ve gönderilen
yağların tutulması sağlanmıştır.
Yağ tutucudan atık suyun
geçirilmesi sırasındaki hız,
ünitenin boyutları belirlenirken
esas alınacak temel ölçüt
olmaktadır.
YAĞ
ÇIKIŞI
SU
ÇIKIŞI
S.Ü. BİYAME
30
YAĞ AYIRMA İŞLEMİ
• Haznenin boyutları, yağ tutucu çıkışına kadar,
atık su içindeki yağın, yüzeyde toplanmasını
sağlayacak şekilde ayarlanmıştır. Ünite üzerine
toplanan yağ, ayarlanabilir bir vana vasıtasıyla
sistemden alınmaktadır.
S.Ü. BİYAME
31
ATIK YAĞIN TEMİN ŞEKLİ
Çalışmada Selçuk Üniversitesi Ziraat Fakültesi öğrenci Kantininde
kullanılan kızartma yağı, vinterize ayçiçek yağı olup, ayrı ayrı
pişirme kaplarında patates ve köfte kızartma işlemleri 5’er defa
yapıldıktan sonra yağ değiştirme yapılmaktadır.
Patates kızartmalarında patates yağı emdiği için her kızartma işlemi
başlangıcında yeni yağ ilave edilmektedir. 5 kez kızartma
yapıldıktan sonra, ortalama patates kızartılan kaptan 1,5 litre ve
köfte kızartılan kaptan 1,5 litre olmak üzere toplam 3 litre atık
yağ lavaboda mevcut olan bir süzgeçten geçirilerek yağ ayırma
kabına gönderilmiştir.
Toplam 12 litre atık yağ, yağ ayırıcıya gönderilmiştir. Atık yağ
gönderildikten yaklaşık 12 saat sonra yağ ayırıcının yağ alma
kısmından atık yağ alınmıştır.
S.Ü. BİYAME
32
BİYODİZEL ÜRETİMİ
• Biyodizel Selçuk Üniversitesi Ziraat Fakültesinde bulunan ve DPT
2004/7 nolu proje kapsamında kurulmuş bulunan laboratuvarda
Transesterifkasyon yöntemiyle üretilmiş ve ürün özellikleri yine
aynı laboratuvarda belirlenmiştir.
S.Ü. BİYAME
33
ATIK YAĞ BİYODİZELİ
ATIK YAĞ
BİYODİZEL
STANDART
Yoğunluk 15 ºC’de (kg/m3)
923,2
890,7
860-900
☺
Kinematik Viskozite (mm2/s) 40 ºC’de
37,08
5,8
3,50-5,00
☺
pH
5
6
-
-
Bulutlanma Noktası (ºC)
-
2,5
-
-
Akma Noktası (ºC)
-
-6,5
-
-
Donma Noktası (ºC)
-
-9,5
-
-
Bakır Şerit Korozyonu
-
1a
Sınıf 1
Parlama Noktası (ºC)
-
121
En az 120
☺
Soğuk Filtre Tıkama Noktası (SFTN-CFPP) (ºC)
-
-9
+5 ve -15
-
552,55
375,60
500
☺
-
100,73
En Çok 120
38,771
39,053
-
Su Muhtevası (mg/kg)
İyot Sayısı
S.Ü. BİYAME
Isıl Değer (MJ/kg)
☺
34
☺
-
SONUÇ
• Evsel atık bitkisel yağların biyodizele yönlendirilmesi
çevre ve halk sağlığı açısından önemli bir adımdır.
• Bitkisel yağ açığı olan ülkemizde biyodizelin
yaygınlaşması açısından “BİTKİSEL ATIK YAĞLAR”
önemli bir seçenektir.
• İyi bir organizasyonla toplanıp, saflaştırma işlemi iyi
yapıldığı takdirde 17 milyon haneden “Evsel Atık
Bitkisel Yağlar” dan da standartlara uygun biyodizel
üretmek mümkündür.
S.Ü. BİYAME
35
BİYOYAKITLAR UYGULAMA VE ARAŞTIRMA MERKEZİ
KONYA ÇUMRA APASARAY KÖYÜ
BİYODİZEL DEMOSTRASYONU - 21 Mart 2007
36
KAYNAKLAR
Karakaya,E.,ve Özçağ,M., 2003,Türkiye Açısından Kyoto Protokolünün Değerlendirilmesi ve
Ayrıştırma (Decomposition) Yöntemi İle CO2 Emisyonu Belirleyicilerin Analizi, VII.ODTÜ Ekonomi
Konferansı, Ankara
Öztürk, M., 2004, Atık Bitkisel Yağlar ve Çevre, Biyoyakıtlar Sempozyumu, TÜBİTAK, Ankara
Öztürk, M.,2005, Bitkisel Atık Yağlar ve Biyodizel Üretimi, Biyoyakıtlar Çalıştayı TÜBİTAK, MAM, Ankara
Soruşbay,C., 2005, Ulaştırma Sektöründen Kaynaklanan Sera Gazları Çevre ile Uyumlu
Ulaştırma Alternatifleri İklim Değişikliğinin Türkiye’ye ve Sanayiye Etkileri Toplantısı, Çevre ve Orman Bakanlığı – TOBB, 22
Kasım 2005, Ankara
Öğüt H., ve Oğuz H., 2006, Üçüncü Milenyumun Yakıtı; Biyodizel, Nobel Yayınları, Ankara
Harte J., 2006, Global Climate Change: Why The Skeptics Are Wrong,University of California,Berkeley
Kemp, H.W.,2006, Biodiesel Basics and Beyond, USA
Okandan,E.,2006, CO2 Emisyonu ve Kurtulma Seçenekleri: Jeolojik Formasyonlarda Depolanması, İklim Değişikliği Sözleşmesi
Çerçevesinde Enerji Sektörü Konferansı, Ankara
Tilman D.,, 2007 The Next Generation of Biofuels:Greenhouse-Neutral Biofuels from High Diversity Low-Inputrairie Ecosystems,
University of Minnesota, USA
Öğüt H., Oğuz H.,Mengeş,H., ve Eryılmaz, H., 2007, Yağ Tutuculardan Elde Edilen Yağlardan Biyodizel Eldesi ve
Kalitesi,TBMM,Enerji Güvenliği, Enerji Tarımı ve Küresel Isınma Açısından Biyoyakıtlar Sempozyumu, Ankara
Öğüt,H., 2007,Biyoyakıtlar ve Enerji Tarımı, TBMM, Tarım ve Köyişleri Komisyonu Brifing, 29 Kasım 2007, Ankara
Türkay, S., 2007, Kullanılmış Kızartma Yağlarının En Akılcı Değerlendirme Yöntemi: Biyodizel Üretimi, Biyoyakıt Dünyası Dergisi,
Ankara
www.uidaho.edu
www.ias.unu.edu
www.iea.org
www.nrel.org
www.epa.org
37