BİYOKÜTLE ENERJİ – PELLET ÜRETİMİ

1. BİYOKÜTLE ENERJİ – PELLET ÜRETİMİ ISPARTA İLİ PROJE TASARISI ‘’Herhangi bir yöremizde üniversite, kamu, özel sektör, siyasetçi ve STK’ lar birlikte işbirliği yapıp çalışmışsa, o yöre kalkınmıştır.’’ Zafer ÇAĞLAYAN(SANAYİ VE TİCARET BAKANI) 01.EKİM.2009’ OGM Sedir toplantı salonu

2. PROJE EKİBİ BİYOKÜTLE ÇALIŞMA GRUBU • Bilal ÇALIMLI (Isparta Orman Bölge Müdürü) • Adnan YILMAZTÜRK (Isparta Orman Bölge Md. Yrd. (Proje Sekreteri)) • Işık İLKÖRÜCÜ (Yatırım Danışmanı (Proje Sek. Yrd.)) • Resul TAŞTAN (Isparta Valiliği AB Projeleri Koordinatörü) • Mehmet ÜNLÜSOY (İşadamı) • Kadir Şallı (İşadamı)

3. PROJE EKİBİ AKADEMİK ÇALIŞMA GRUBU 1. MATERYAL HAZIRLAMA: • Yongalama • Öğütme • Kurutma • Sınıflandırma • Fiziksel zenginleştirme • Lignin, reçine, vb. • Turgut ŞAHİN (SDÜ Orman End.) • Birol ÜNER (SDÜ Orman End.) • Yakup UMUCU (SDÜ Maden Müh.)

4. PROJE EKİBİ AKADEMİK ÇALIŞMA GRUBU 2. ÜRETİM TEKNOLOJİSİ: • Pellet/Briket üretimi • Pelletleme • Briketleme • Ahmet Ali VAR (SDÜ Orman End.) • Kamil EKİNCİ (SDÜ Tarım Makinaları) • Yakup UMUCU (SDÜ Maden Müh.) 3. BİO MASS PİROLİZ: • İbrahim ÜÇGÜL (SDÜ YEKARUM/MMF.) • Reşat SELBAŞ (SDÜ TEF)

5. PROJE EKİBİ AKADEMİK ÇALIŞMA GRUBU 4. TEKNİK ÖZELLİKLERİN TAYİNİ: • Isı değeri • Yoğunluk • Rutubet • Kül miktarı • Aşınma • Piroliz • Kükürt, klor içeriği • İbrahim ÜÇGÜL (SDÜ YEKARUM-MMF) • Ahmet Ali VAR (SDÜ Orman End) • Yakup UMUCU (SDÜ Maden Müh) • Nilay AKDENİZ (SDÜ MMF.)

6. PROJE EKİBİ AKADEMİK ÇALIŞMA GRUBU 5. KALİTE DENETİMİ / İşletme Maliyeti • Abdullah SÜTÇÜ (SDÜ Orman End) • İsmail GÖKDAYI (SDÜ Kamu Yönetimi) 6. PAZAR ARAŞTIRMASI: • İsmail GÖKDAYI (SDÜ Kamu Yönetimi) • Abdullah SÜTÇÜ (SDÜ Orman End) • Hasan ALKAN (SDÜ Orman Ekonomisi) • Mehmet KORKMAZ (SDÜ Orman Ekonomisi) • Mehmet ÜNLÜSOY (İşadamı)

7. PROJE EKİBİ AKADEMİK ÇALIŞMA GRUBU 7. ÇEVRESEL ETKİSİ • Cahit SEVİNDİR (SDÜ Çevre Müh.) • İsmail TOSUN (SDÜ Çevre Müh.) 8. HAMMADDE • Adnan YILMAZTÜRK (Orman Bölge Md. Yrd. (Proje Sekreteri)) • Mehmet EKER (SDÜ Orman Transportu) • Işık İLKÖRÜCÜ (Yatırım Danışmanı (Proje Sek. Yrd.))

8. PROJE EKİBİ AKADEMİK ÇALIŞMA GRUBU 9. PELLETLEME/BRİKETLEME MAKİNESI (BİLGİSAYAR TASARIMI) • Gabil ABDULLA (SDÜ MMF) • Yakup UMUCU (SDÜ Maden Müh.) • Arif KOYUN (SDÜ MMF.) 10. OTOMATİK PELLET YAKMA SİSTEMLERİ (BİLGİSAYAR TASARIMI) • Gabil ABDULLA (SDÜ MMF) • İbrahim ÜÇGÜL (SDÜ YEKARUM-MMF) • Arif KOYUN (SDÜ MMF) • Reşat SELBAŞ (SDÜ TEF) • Nilay AKDENİZ (SDÜ MMF)

9. GİRİŞ Fosil yakıtlardan faydalanma oranı, genel enerji tüketimi en yüksek olan gelişmiş ülkelerde en üst düzeydedir ve bu yakıtlar çevre ve insan sağlığı üzerinde zararlı etkilere sahiptir. Aynı zamanda fosil yakıt kaynakları sınırlıdır ve giderek azalmaktadır, bu kaynakların üretimleri ve kullanımları sürdürülebilir değildir. Son zamanlarda kamuoyuna da mal olduğu üzere biyokütle enerjisi, çesitli fosil yakıtlara alternatif veya ek olarak kullanılabilecek ve fosil yakıtlara oranla çevre ile çok yönlü olarak dost olan yenilenebilir enerji kaynakları arasındadır. Bu nedenle yenilenebilir enerji kaynaklarının değerlendirilmesi için yeni teknolojiler geliştirilmiş ve var olan metotlar çeşitlendirilmiştir. Orman artıkları, ahşap toz ve talaşları ve üretim artığı olan masif artıkların değerlendirilmesi bu kapsamda yenilenebilir enerji kaynakları çevriminde yer almaktadır.

10. SORUN ANALİZİ 1. Hammadde fazlalığı: Ormanlardaki ince materyal ürünlerin ve orman kesim atıklarının değerlendirilememesinden kaynaklanan yöremizde 1 milyon ton civarında hammadde kullanılamamaktadır. 2. Genç meşçere bakımları gereği gibi yapılamadığından dolayı ormanlarda yangın riskinin artması önemli bir sorundur. 3. Orman bakım çalışmalarının kısıtlanmasından dolayı orman köy ve kooperatiflerine istihdam desteği azalmıştır. 4. Küresel ve bölgesel krizin etkisiyle orman sanayi ürünlerinin satış ve pazarlamasında piyasa daralması önemli bir sorundur. 5. Ülke ulusal enerji politikasındaki dışa bağımlılığın artmasından dolayı (%80) enerji arz güvenliği ülkemiz için sıkıntılıdır. 6. Isınma amaçlı fosil yakıt kullanımından kaynaklanan hava kirliliği de önemli bir sorun olarak durmaktadır. 7.Kesim artıkları ekonomik olmadığı için sahadan çıkarılamadığı için çimlenme engeli teşkil etmektedir.

11. TÜRKİYE’DE ENERJİ ÜRETİMİ

12. TÜRKİYE’DE ENERJİ TÜKETİMİ

13. TÜRKİYE ENERJİ VERİLERİ Türkiye enerji tüketiminde petrol ve doğal gaz % 62 pay almaktadır. Buna ithal kömür ilave edildiğinde bu oran % 80’lere ulaşmaktadır. Enerji kaynaklarında dışa bağımlılık oranı % 80’dir. Tüketilen Doğalgaz 31,3 milyar m3 % 2’si yerli üretim Tüketilen Petrol 31.4 milyon ton % 6’sı yerli üretim Türkiye sadece odun, bitki ve hayvan atık-artıklarından yakacak olarak ısınma ve pişirmede yararlanmakta ve maalesef dünyadaki modern biyokütle kullanım eğiliminin dışında kalmaktadır.

14. DÜNYA’DA ENERJİ TÜKETİMİ Kaynaklarına göre Dünya Enerji Tüketimi Verileri (1860- 1990)

15. TANIM Biyokütle; biyolojik kökenli fosil olmayan organik madde kütlesidir. Ağaç Yongası; Kesilen, yontulan veya rendelenen yada doğal yollarla bir ağaçtan çıkan, kopan parça, kabuk, dal vb. verilen isimdir. Pellet; Doğal küçük atık maddelerin öğütülüp yüksek basınç altında preslenmesi işlemi sonucu ortaya çıkan mamule verilen isimdir. Bu işlemi her türlü ağaç atık mamul ile gerçekleştirmek mümkün olmakla beraber; ülkemizin içinde bulunduğu coğrafi yapı, iklim koşulları, bitki örtüsü, ekonomik konum ve enerjide dışa bağımlılık, çevre, insan sağlığı, ülke ekonomisi, yeterli hammadde ve enerji verimliliği göz önüne alınarak yapılan araştırmalar sonucu anlaşılmıştır ki; yakıt amaçlı kullanılacak pellet için ilk sırada doğal ağaç atık maddelerden yapılan pellet gelmektedir.

16. ÜLKEMİZDE BİYOKÜTLE POTANSİYELİ 1. Yalnızca verimli ormanlarımızda toplam biyokütle miktarı 1,633 milyon tondur. 2. Hektarda 160,5 ton biyokütleye sahip bulunmaktayız. 3. Yıllık biyokütle potansiyelimiz 32 milyon tondur. 4. Biyoenerji olarak yaralanılabilir biyokütle miktarımız 17,2 milyon tondur. 5. Biyoenerji gereksinimimize yönelik tahmine göre 2020 yılında 7,5 milyon ton biokütleye ihtiyaç duyulacaktır. Yani atıl durumdaki orman biyokütlesinin durağandan aktife dönüştürülmesi gereklidir. Son 5 yıllık ortalamalara göre; 1. Ortalama yakacak odun üretimi 6,14 milyon sterdir. 2. Lif yonga odun üretimi 3,1 milyon sterdir. 3. Yararlanılabilir (değerlendirilemeyerek ormanda bırakılan hasat artıkları, ince çaplı malzeme, vb.) 1,4 milyon sterdir. 4. Bu rakamlar, orman biokütlesinden yararlanmak amacıyla yapılacak araştırma-geliştirme çalışmalarını ve bu yönde tesis edilecek altyapıyı ve yatırımları özendirmeye yeterlidir. • Ster: bir metreküplük yere istif edilmiş odun miktarıdır, yaklaşık 350 kg.’dır.

17. YÖRESEL VERİLER YÖRE ORMAN BÖLGE MÜDÜRLÜKLERİ BAZINDA BİYOKÜTLEYE KONU OLAN ODUN ÜRETİMİ DURUMU

18. KİMYASAL ANALİZLER

25. NİÇİN PELLET? Doğalgaz sıvı yakıt ve katı yakıt (kömür; odun) gibi yakıtlara oranla aynı enerji %40-%45 oranında daha ucuza mal edilmektedir. Pellet yakıt tamamen yandığı için enerji kaybı yaşanmamaktadır. Pellet yakıt preslendiği için uzun süre yanma sağlamaktadır. Diğer katı yakıtlara göre kül oranı yok denecek kadar azdır %0,5 kül oranına sahiptir. Bu oran kömürde %10-%50 arasında değişirken pellet yapılmamış ağaç yakıtta bu oran %6-%10 arasında değişim göstermektedir. Ayda sadece 1 - 2 kez külü boşaltılabilir. Yanma sonucu oluşan kül doğal gübre olarak kullanılabilme imkânına sahiptir. Yanma süresi ve sağladığı enerji olarak aynı miktarda ağaç odununa göre 4 kat artış göstermektedir. Doğaya hiçbir zararı olmamakla beraber yağış sağlama, bulut tutma özellikleri ile doğaya yarar sağlamakta hava kirliliğine büyük ölçüde çözüm oluşturmaktadır.

26. NİÇİN PELLET? Isparta’nın yıllık ortalama kömür kullanımı 120-125.000 ton/yıl civarındadır. Ülkemizin yılda 20 milyar doların üzerinde dışarıdan ithal ettiği yakıt düşünüldüğünde ülkeye ekonomik katkınsının yanı sıra oluşturacağı yeni iş kolları ve sektör ile istihdam sağlamaktadır. Makineye pellet doldurma, külünü boşaltma işlemleri otomatik sistemle de sağlanabilmektedir. Ayrıca otomatik yakma sistemleri sayesinde insan hayatını kolaylaştırmaktadır. Sadece ısınma amaçlı değildir, istenildiğinde uygun çevrim metodları ile evin elektrik ihtiyacını da karşılayabilmektedir. Pellet; dolara bağlı değildir, doğalgazda olduğu gibi otomatik fiyatlandırma yoktur, petrol fiyatları yansımamaktadır.1 kg Pellet = 2-5 kw/h enerji değerindedir. 2 kg Pellet = 1 litre sıvı yakıta eşittir. Buna karşın hammaddeye oranla depolamak için daha az yere ihtiyaç vardır ve zararlı gazlar içermemektedir.

27. NİÇİN PELLET? Yılda 3,7 Ton Pellet orta büyüklükte bir evi ısıtabilmektedir. Pellet kalorifer ısıtma sistemiyle, ev, otel, siteler, okul ve devlet daireleri ısıtılabilmektedir. Sıvı yakıtla çalışan kalorifer sistemine oranla sistem kurulum maliyeti biraz yüksektir fakat, 4-5 senede amorti edebilmektedir. Avrupa'da teşvik amacıyla devlet bir miktar parasal katkıda bulunmaktadır. Pellet Yakıtı 10 kg, 15 kg, 30 kg’lık torbalarda satışa sunulmaktadır. Doğalgaz ve sıvı ısıtıcılara oranla %40 - %45 karlıdır. Ekonomik ve çevre dostudur. Yerli malıdır.

28. ELDE EDİNİM (TEDARİK) Orman biyokütlesinden her ne şekilde yararlanılırsa yararlanılsın; bu biyokütlenin hasat edilmesi, kullanım yerine kadar taşınması ve taşınabilecek şekil ve duruma dönüştürülmesi, depolanması, işlenmesi ve kullanılabilir hale dönüştürülmesi gereklidir. Tedarik zinciri olarak tarif edilecek bu aşamada orman biyokütlesinin elde edinimi; yararlanma/kullanma aşaması için bir nevi hammadde temin sürecidir. Örneğin; orman biyokütlesi ısı ve enerji üretmek için pellet yada briket haline dönüştürülmek istendiğinde hammadde olarak (mamul yada yarı mamul olarak) bütün yada parçalanmış/yongalanmış orman biyokütlesine gereksinim olacaktır.

29. ELDE EDİNİM (TEDARİK) Bu bakımdan elde edinim süreci, hammadde tedariğinin sağlanması açısından aşağıdaki alt süreçleri içine alır: 1. Toplama ve biriktirme, 2. Orman içinden çıkarma 3. Yol kenarında toplama/biriktirme, 4. Orman içinde veya yol kenarında balyalama/demetleme yada yongalama, 5. Uzak nakliyat (transport)

30. TEDARİK SÜRECİNİN ÖNEMİ Türkiye şartlarında yürütülen prototip nitelikli çalışmalarda; 1 ton yonga üretmek için harcanan toplam maliyetler içinde elde edinim (toplama, ormandan çıkarma ve taşıma) maliyetleri % 52’ den daha fazla orana isabet etmektedir. Bu, elde edinim sürecinin önemini vurgulamaktadır. Yabancı literatürde de; biyokütleden çeşitli amaçlarla yararlanan Finlandiya, İsveç, İtalya, Avusturya, Kanada gibi ülkelerde de elde edinim maliyetleri yüksek bulunmuştur. Bu konuda Ar-Ge ve teknoloji geliştirme çalışmaları sürdürülmektedir.

31. TEDARİK SÜRECİNİN İYİLEŞTİRİLMESİ Orman biyokütlesinden yonga ve sonrasında da pellet üretmek (ısı ve enerji kaynağı olarak yararlanmak amacıyla) için gerek yöresel gerekse ulusal ölçekte aşağıdaki sistem alternatiflerinden yararlanılabilir: Elde edinim maliyetlerinin düşürülmesi için orman biyokütlesi tedarik zincirine yönelik bir sistem kurgusu gereklidir. Yani orman içindeki hammadde şeklindeki biyokütlenin işleme tesislerine ulaştırılmasına yönelik bir transport lojistik sistemi geliştirilmelidir. Bu bakımdan çeşitli senaryolar denenmelidir. 1. Orman içinde yongalama, 2. Yol kenarında yongalama, 3. Merkezi (bir yerde) yongalama 4. Balyalama

32. ORMAN İÇİNDE YONGALAMA Genellikle tomruk üretim metodunda uygulanır. Yani ülkemizde ve bölgemizde olduğu gibi; kesilen ağaçlar dalları alınıp kabukları soyulduktan sonra ağacın özelliğine ve piyasa talebine göre boylara/bölümlere ayrılır/kesilir. Bu işlemlerden arta kalan kök-dip-uç artıkları, ince çaplı dallar, kabuklar, ibreler/yapraklar; orman içine giren mobil bir yongalama makinesi ile yongalanır.Bu sistem gençlik bakımlarından sonra elde edilen ince çaplı materyal için de aynı şekilde kullanılabilir.

33. ORMAN İÇİNDE YONGALAMA Bu sistemin kullanılması halinde orman içinde elde edilen yonganın yol kenarına ve oradan da işleme tesislerine taşınması ve buna ilişkin ortaya çıkan maliyet söz konusudur. Bu sistemin engebeli, dik ve bozuk topoğrafyaya sahip ve dağlık arazilerde kullanılma imkanı kısıtlanabilir yada maliyetlerin artmasına neden olabilir. Türkiye’ de ormanların çoğu % 60’ ın üzerinde ortalama arazi eğimine sahiptir ve röliyefi bozuktur. Bu yüzden bölgesel ve ulusal ölçekte bu sistemin kullanılabilmesi için sürütme yolu yoğunluğunun yüksek olması gereklidir.

34. YOL KENARINDA YONGALAMA Orman içinde kesilen ağaç ya tomruk üretim metodunda olduğu gibi parçalara ayrılarak veya bütün gövde yada tüm ağaç şeklinde yol kenarına taşınabilir. Yol kenarına getirilen emval, buraya getirilmiş kamyona yada treylere monteli yongalama makinesi tarafından yongalanır. Yongalar bir konteynıra yüklenir.

35. YOL KENARINDA YONGALAMA Bu tip sistemin kullanılabilmesi için iyi bir yol ağı sistemi, mekanize bölmeden çıkarma sistemi ve yongalama makinesinin konuşlandırılabileceği rampa yeri gereklidir. Traktöre monteli küçük mobil yongalama makineleri burada da kullanılabilir. Bölgesel ölçekli çalışmalarımız için yol kenarında yongalama sistemini kullanmak mümkündür. Çünkü topoğrafik koşullar, düşük teknoloji düzeyi, köylülere istihdam sağlanması, sürütme yolu yoğunluğunun düşüklüğü, vb. nedenlerden dolayı başlangıç aşamasında yol kenarı yongalama sistemini tercih etmek mümkündür. Bu sistem için yanda örneklenmiş yongalama makinelerinden yararlanılabilir.

36. PELLET ÜRETİMİ Tamamen ülke öz kaynaklarımızdan faydalanarak üretilmektedir. Ülkemizde atık orman ürünlerin değerlendirilmesi ülke ekonomisine katkı sağlar. Ağaç atık malzemelerin toplanarak değirmenden geçirilmesi işlemi sonucunda küçük toz haline getirilir. Daha sonra bu toz halindeki ağaç atık malzemeleri fırında kurutularak nem oranı düşürülür. Kurutulan malzeme yüksek basınç altında preslenerek Pellet haline getirilir. Presten çıkan mamule soğutma işlemi uygulanır ve oradan da paketleme sonunda kullanıma hazır hale gelir. Bu işlemlerin uygulanması sonucunda aynı ağaç mamulün yanma ve enerji verimi 3 kat artırılarak doğaya, çevreye, ekonomiye büyük katkı sağlanmaktadır. Bu oran kullanılacak yakıt miktarının üçte bir oranında düşmesi demektir ki bu da hem ormanlarımızda daha az tahribat, hem de ekonomimizde daha az maliyet demektedir.

37. FABRİKA İŞLEYİŞ ŞEMASI 1)Hammadde deposu 2)Ayrıştırıcı 3)Değirmen 4)Fırın 5)Ara depo 6)Karıştırıcı 7)Ara depo 8)Pellet pres 9)Soğutucu 10)Elek 11)Silo

38. PELLET ÜRETİM AŞAMALARI 1)Hammadde deposu 2)Ayrıştırıcı 3)Değirmen 4)Fırın 5)Kuru Malzeme Ara Deposu 6)Karıştırıcı

39. PELLET ÜRETİM AŞAMALARI 7)Ara silo 8)Pellet Presi 9)Soğutucu Ünite 10)Elek 11)Silo

40. ÖRNEK: PELLET FABRİKALARI

41. KULLANIM ŞEKLİ Doğal yakıt Pellet evde sobalarda, kalorifer kazanlarında,sanayide,ekmek fırınlarında ister elle dolum yapılarak ister otomatik dolum sistemi ile rahatlıkla kullanılabilir. Otomatik dolum sistemi sayesinde büyük kolaylık sağladığı gibi kül oranının binde beş olması nedeniyle kül boşaltma işlemini ayda bir kere uygulamak da temizlik açısından sunduğu kolaylıklardandır. Bu sistem sayesinde mekânın sıcaklığını istediğiniz dereceye sabitleyebilir böylece gereksiz harcamayı da kolaylıkla engelleyebilirsiniz. Ayrıca bu otomatik dolum ve yakma sistemi sayesinde evinizde bulunan sobanın kötü görüntü ve kirliliğinden de kurtulabilir.Dekoratif bir görüntüde sağlayabilirsiniz. Kullanımı son derece basit ve kolaydır.

42. KULLANIM ŞEKLİ Otomatik dolum ve yakma işleyiş şeması 1)Pellet 2)Otomatik dolum sistemi 3)Hava sirkülâsyonu elemanı 4)Kül haznesi 5)Yanma bölümü 6)Sıcak hava sirkülâsyonu Merkezi sistem kat kaloriferleri, kalorifer peteği sistemi

43. KULLANIM ŞEKLİ Fosil yakıtları ile birlikte çalışır durumdaki enerji tesislerinde düşük maliyet ile modifikasyon yapılarak biyokütle yakılabilir. NRG Dunkirk termik santrali (Lake Erie) 2002 de, %10 odun artıkları ile çalıştırılma testleri başarılı şekilde sonuçlanmıştır.

44. ÖRNEK: EVDE PELLET KULLANIMI Yıl 2009:   1 m3 Doğalgaz = 1,15 TL  1 kg PELLET = 0,35 TL , 1 Ailenin Yıllık Doğalgaz Tüketim Miktarı Ortalama 2.200 m3, Örnek: Yeni Pellet Kazanı Sistemi: 11 kW gücünde , Gerekli Pellet Miktarı:  3.7 Ton PELLET

45. YAKIT FİYAT ARTIŞLARI

46. ÖRNEK: ALMANYA Almanya’da Pellet Üretimi ve Tüketim Verileri Sıvı yakıt tüketimi Pellet yakıt kullanımı

47. AVRUPA’DA PELLET ÜRETİMİ Avrupa’daki Pellet Fabrikaları

48. SONUÇ Pellet ; atıl hammadde kullanımını sona erdirerek enerji dışabağımlılığımızı azaltacak ve ülke ekonomisine, çevre ve hava kirliliğinin azaltılmasına büyük katkılar sağlayacaktır. Aynı zamanda oluşturacağı yeni iş kolları ile yeni bir istihdam kaynağı olacaktır. Devletin desteği ve yatırımcıları teşviği ile, bu yakıtın öncelikli olarak yerel üretimi ve kullanımı sağlanmalı, akabinde ülke genelinde üretilmesi ve kullanımının yaygınlaştırılması için çalışmalar yapılmalı, tüketici ülkemiz için yeni olan bu yakıtla tanıştırılmalıdır. Geliştirilmiş yeni yöntemlerle üretim ve yakıt sistemlerinin yerel üretiminin sağlanması için akademik çalışmalar desteklenmeli, hızlandırılmalıdır.

50. Yenilenebilir enerji kaynakları ile Türkiye’nin geleceği yenilenebilir. İlginize Teşekkür Ederiz. Biokütle Çalışma Grubu