Çöpün Dönüşümü: Atıklardan Nasıl Enerji Elde Edilir?

Yapılan araştırmalar sonucu dünya çapında atık üretiminin 2050 yılına kadar 4 milyar 200 milyon tona ulaşmasının beklendiğini biliyor muydunuz? Bu astronomik rakamlar atık miktarı ve çeşitliliğinin artması, atığın bertaraf edilmesi için gereken teknolojilerin ve atık yönetmeliklerinin yetersiz olması sebeplerinin bir sonucu olarak görülmektedir. 

Buna rağmen tüm dünyada atıkların verimli yönetimini sağlamanın zorunlu hale gelmesinden dolayı her geçen gün düzenli depolama sahaları ve bu noktalarda katı atıklardan enerji üretimi için çalışmalar da artmaktadır.

Dünyaya bıraktığımız tüm bu atık ve çöp yığınları nasıl enerjiye dönüşmektedir? Türkiye’de üretilen enerjinin yüzde kaçı katı atıklardan elde edilmektedir?

Bu ve bunun gibi pek çok sorunun cevabını yazımızda detayları ile bulabilirsiniz.

Atıktan Enerji Üretimi Nasıl Yapılır?

Atıktan enerji üretimi yapmak için çeşitli yöntemler mevcuttur. Bu amaçla izlenecek yol, kullanılacak ham madde ve ortaya çıkması istenen ürüne göre seçilir. 

Islak fermantasyon, kuru fermantasyon, proliz, yakma, landfill yöntemleri ve gazlaştırma ile atıklardan enerji elde edilebilir. Islak ve kuru fermantasyon için gereken ham maddeler biyokütle kaynakları olarak da adlandırılır. 

Atıktan Elektrik Üretimi Teknikleri

Sık kullanılan yöntemlerden biri olan ıslak fermantasyon, kuru madde oranı az olan organik atıklar için uygundur. Bu yöntemde öncelikle inek, yumurtalık tavuk ve mezbaha atıkları, çürümüş sebze meyveler veya yemek atıkları gibi organik atıklara su takviyesi yapılır.

Daha sonra bu ham maddeler kontrollü fermantasyon sistemi ile bir süre fermantasyona tabi tutularak ortaya metan gazı çıkarılır. Bu gaz ise kombine ısı ve güç sistemi aracılığıyla elektrik veya ısı enerjisine dönüştürülür. 

Diğer bir yöntem olan kuru fermantasyon ise katı atık miktarı yüksek olan organik atıklar için idealdir. Bu yöntemde hayvan gübresi ile yiyecek ve mutfak atıkları gibi kentsel atıklar kullanılır.

Ayrıştırma işlemi sonrasında bu atıklar sızdırmaz yapıdaki depolarda bir süre tutulur ve içinden metan gazı alınır. Bu gaz temizlenerek yine kombine ısı ve güç sistemi aracılığıyla ısı veya elektriğe dönüştürülür.

Islak ve kuru fermantasyon dışında kalan yöntemlerde biyokütle kaynakları yerine diğer katı atıklar kullanılır. Katı atıklar zararlı ve zararsız olmak üzere ikiye ayrılır. Bunun yanı sıra kaynakları açısından incelenecek olursa evsel, endüstriyel, ticari ve kurumsal, belediye ve özel atıklar olarak sınıflandırılır. 

Yakma yönteminde çoğunluğu katı madde olan ve genellikle daha faydalı bir ürüne dönüştürülme imkânı bulunmayan çöpler kullanılır. Örneğin şehir çöp atıkları bu işlem için idealdir. Yakılan bu atıklardan açığa çıkan ısıyla buhar üretilerek türbin aracılığıyla elektrik elde edilir.

Proliz yönteminde de yine katı madde miktarı yüksek olan geri dönüştürülebilen organik atıklar kullanılır. Bunlar çoğunlukla pamuk, kâğıt gibi selülozik içeriği yüksek atıklar ile atık lastiklerdir. Bu atıklar son derece yüksek derecelerde ayrıştırılır ve açığa hidrojen ağırlıklı bir gaz olan singaz ile çok miktarda prolitik yağ çıkar. Prolitik yağ daha sonra motorda yakılır ve böylece elektrik enerjisi üretilir.

Gazlaştırma ya da gazifikasyon olarak bilinen yöntemde ise özellikle fosil atıklar kullanılır. Yüksek sıcaklıkta kontrollü bir şekilde verilen oksijen aracılığıyla çeşitli gazlar üretilir. Açığa çıkan bu gaz, ısıl değeri yüksek olan singazdır. Sentez gazı olarak da isimlendirilen singaz, direkt kullanılabileceği gibi işlemlerden geçirilerek elektrik enerjisini de dönüştürülebilir.

Son yöntem olan landfill ise şehir çöplerinin depolanması sonucu açığa çıkan metan gazının değerlendirilmesidir. Çöp toplama sahalarına uygun şekilde döşenen borular sayesinde gaz toplanarak çekilir. Daha sonra yakılarak elektriğe dönüştürülür. Düzenli depolama olarak da bilinen bu yöntem ile Türkiye’de 2020 yılında 77,8 ton civarı atık işlenmiştir.

Hangi Atıklardan Enerji Üretimi Yapılabilir?

Atıktan enerji üretiminin son derece yaygın bir kullanımı olmakla birlikte bu yöntemde kullanılabilecek ham madde gamı da oldukça geniştir. Ormansal, hayvansal ve tarımsal atıklardan evsel atıklara, şehir çöplerinden yemek fabrikaları ile et ve süt işleme tesislerinin endüstriyel atıklarına kadar pek çok farklı atık enerji üretimi için kullanılabilir.

Bu açıdan bakıldığında biyokütle sektörü geri dönüşüme katkı sağlamaktadır. Her bir atık için doğru yenilenebilir enerji sistemleri seçilerek değerli ürünler elde edilebilir. Bunun sonucunda ise çevreye saygılı bir enerji üretim süreci gerçekleştirilerek karbon ayak izi azaltılabilir.

Çöpten Enerji Üretimi Nasıl Yapılır?

Çöpten enerji üretimini anlayabilmek için öncelikle çöp ve atık farkını bilmek gerekir. Atıklardan geri dönüşümü mümkün olan kâğıt, karton, cam, metal ve plastik gibi malzemeler ayrıştırıldıktan sonra kalan, diğer bir deyişle geri dönüşümü mümkün olmayan kısma çöp denir. Bu nedenle çöplerin düzenli bir şekilde depolanması ya da bertaraf edilmesi gerekir.

Diğer yandan atıklar çöplerin aksine yeniden kullanılabilecek, geri dönüştürülebilir yapıdadır. Ancak birtakım yöntemler sayesinde çöplerden de enerji üretilme fırsatı elde edilir.

Çöpten enerji üretimi için çoğunlukla kuru fermantasyon, yakma ve düzenli depolama yöntemleri kullanılır. Kuru fermantasyon genellikle büyük çöp merkezlerine taşınacak olan küçük yerleşkelerin çöplerinin bir ayrıştırma sonrasında gazının alınması için tercih edilir.

Bunun için fermantasyon yapıldıktan sonra mekanik ayrıştırma işlemi uygulanır. Bu sayede kompost edilecek ve işe yaramayacak katı kısımlar ayrıştırılır. Katı olan kısım Refused Drived Fuel (RDF) denilen atıktan yakıt türetme işlemine tabi tutulmak için önce preslenir. Daha sonra ise çöp yakma tesisleri veya çimento fabrikalarına yönlendirilir.

Atıklardan Enerji Üretimi Yapılırken Karşılaşılan Zorluklar

Atıktan enerji üretimi veya biyokütle enerjisi, her ne kadar güneş enerjisi gibi yenilenebilir bir enerji olarak düşünülse de tam olarak yenilenebilir bir enerji türü sayılmamaktadır. Bunun nedeni yakma işleminde az miktarda enerji için çok miktarda yeniden kullanılabilecek malzemenin (örneğin kompost edilebilecek organik atıklar veya kâğıt gibi geri dönüştürülebilir atıklar) israf edilmesidir.

Bu kaynaklar geri dönüşüm veya kompostlama yöntemleriyle dönüştürüldüğünde yakma sonucu elde edilen enerjinin 5 katına kadar tasarruf yapılması mümkün olur. Buna ek olarak atıklar yakıldığında karbondioksit emisyonu da gerçekleşir.

Türkiye'deki Atık Enerji Üretimi ve Oranları

TÜİK 2020 yılı verilerine göre atık geri kazanım lisansı bulunan, beraber yakma tesislerinde (atıkları ek yakıt olarak kullanan tesisler) 1,3 milyon ton atık yakılarak enerji üretilmiştir.

Buna ek olarak Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı 2022 yılı haziran ayı sonunda biyokütle ve atık ısı enerjisine dayalı kurulu gücün 2.172 MW olduğunu açıklamıştır. Bu da ülke genelindeki toplam kurulu güç göz önüne alındığında atıktan enerji elde etmeyi sağlayan tesislerin %2,14’lük bir paya sahip olduğunu gösterir.

Atıktan enerji üretimi hakkında siz ne düşünüyorsunuz? Konu hakkındaki yorumlarınızı bizimle paylaşabilirsiniz.